TDX/TDR - Departament de Biologia Vegetal

Novel mechanisms and transcription factors involved in the control of stomatal behaviour in Arabidopsis thaliana / Nuevos mecanismos y factores de transcripción involucrados en el control del comportamiento estomático en Arabidopsis thaliana

Fri, 12 Apr 2013 11:43:54 GMT

Novel mechanisms and transcription factors involved in the control of stomatal behaviour in Arabidopsis thaliana / Nuevos mecanismos y factores de transcripción involucrados en el control del comportamiento estomático en Arabidopsis thaliana Legnaioli, Tommaso The increase in water use efficiency in order to maintain or improve crop yields in times of global warming and progressive reduction of water resources is one of the major challenges faced by agricultural sciences in the last decades. Our work is focused on the mechanisms plants use to cope with water deficit. The functional center of drought response is located into the guard cells: the regulation of their turgor determines the stomatal aperture levels and, therefore, the rates of CO2 assimilation and water loss, representing a key point in the whole plant physiological state. It is known that stomata respond to abscisic acid (ABA) as the main closure inductor, nevertheless, stomatal behavior is regulated through the integration of a huge number of physiological and external signals into a complex network capable of responding to a wide spectrum of environmental conditions. The comprehension of these mechanisms is therefore considered a critical step towards the achievement of an improvement in plants water use efficiency Despite our increasing knowledge on the transcriptional networks connecting abscisic acid (ABA) signalling with the circadian clock, the molecular nodes in which both pathways converge to translate the environmental information into a physiological response are not known. In the first chapter of this work, we provide evidence of a feedback mechanism linking the circadian clock with plant responses to drought in Arabidopsis thaliana. A key clock component (TOC1, timing of CAB expression 1) binds to the promoter of the ABA-related gene (ABAR/CHLH/GUN5) and controls its circadian expression. TOC1 is in turn acutely induced by ABA and this induction advances the phase of TOC1 binding and modulates ABAR circadian expression. Moreover, the gated induction of TOC1 by ABA is abolished in ABAR RNAi plants suggesting that the reciprocal regulation between ABAR and TOC1 expression is important for sensitized ABA activity. Genetic studies with TOC1 and ABAR overexpressing and RNAi plants showed defective responses to drought, which support the notion that clock-dependent gating of ABA function is important for cellular homeostasis under dry environments. In the second chapter we have identified six transcription factors whose transient over-expression influenced water retain in Arabidopsis thaliana seedlings through a screening approach. The screening was performed on a collection of Arabidopsis thaliana lines expressing hundreds of different transcription factors under the control of an inducible promoter. The differences in water content of the seedlings were detected through infrared thermal imaging. We verified that three of the candidates displayed altered stomatal behaviour that were consistent with the thermal phenotype. The over-expression of DEAR4 and NAC87, produce stomatal closure, while induced expression of HSFA8 results in a stronger stomatal opening. The mRNA levels of HSFA8 present slight changes in response to ABA, dehydration, osmotic stress or heat shock. The transcription of this gene seems in turn to be influenced by the circadian clock, reaching higher levels of transcript around the subjective dusk compared to dawn. Proteomics and transcriptomics analysis of HSFA8 overexpressing seedlings suggest that this transcription factor might influence the concentrations of reactive oxygen species, free iron and ABA. Moreover HSFA8 seems to be slightly induced by flagellin, while its over-expression produces stomatal insensitivity to the same elicitor suggesting that our candidate gene may function as a modulator of pathogen response. The overall picture suggested by our data suggests that HSFA8 produces a general relaxation of the cell wall accompanied by an enhanced stomatal aperture in order to favour photosynthesis and growth in a time window of decreasing pathogen risk and increasing air humidity.; Nuestro trabajo se centra en los mecanismos que las plantas utilizan para lidiar con la falta de agua. A nivel fisiológico, la respuesta a sequía se centra en los estomas. Estos órganos regulan el intercambio de gases con el exterior controlando la perdida de agua y la asimilación de CO2. La fitohormona ácido abscísico (ABA) es el principal inductor del cierre estomático, sin embargo, el comportamiento de los estomas es regulado por varias señales fisiológicas y externas que constituyen una red capaz de responder a un amplio espectro de condiciones medioambientales. En la primera parte de este trabajo se descubrió una conexión molecular entre las respuestas a sequía y el reloj circadiano en Arabidopsis thaliana. La proteína circadiana TOC1, une el promotor del gen ABAR/CHLH/GUN5, que está implicado en la respuesta a ABA, y controla su expresión circadiana. TOC1 es, en cambio, inducido por ABA en ciertos momentos del día. La inducción, que produce un adelanto en la represión de ABAR mediada por TOC1, se observa solo en presencia de ABAR. Este mecanismo de retroacción negativa contribuye a modular la sensibilidad a ABA a lo largo del día, como evidencian los cambios en las respuestas a ABA y sequía observados en plantas con niveles alterados de TOC1 y ABAR. En la segunda parte se identifican 6 factores de transcripción que alteran la capacidad de retención de agua en plántulas de Arabidopsis por medio de un screening de temperatura foliar. La sobre-expresión de DEAR4 y NAC87 favorece el cierre estomático, mientras HSFA8 induce la abertura. Ulteriores estudios sobre HSFA8 revelan que su transcripción está levemente regulada por estreses abióticos y oscila ampliamente a lo largo del día. Experimentos de proteómica y transcriptómica sugieren que HSFA8 podría regular las concentraciones fisiológicas de especies reactivas del oxígeno, hierro y ABA; además de relajar la pared celular. HSFA8 es inducido por flagelina y produce insensibilidad estomática a dicho elicitor, lo que sugiere que actúa como modulador de la respuesta a patógeno. HSFA8 podría inducir la abertura de los estomas favoreciendo fotosíntesis y crecimiento en una ventana temporal de menor riesgo de patógenos y sequía.

Análisis de la interconexión entre rutas transcripcionales hormonales y del síndrome de huida de la sombra de Arabidopsis

Wed, 06 Mar 2013 09:41:51 GMT

Análisis de la interconexión entre rutas transcripcionales hormonales y del síndrome de huida de la sombra de Arabidopsis Cifuentes Esquivel, Nicolás El crecimiento y desarrollo vegetal está fuertemente determinado por las condiciones ambientales, siendo la luz una de las señales ambientales más importantes. Las plantas perciben continuamente la información lumínica por los fotorreceptores. En concreto, la fracción del espectro correspondiente al rojo (R) y rojo lejano (FR) es registrada por los fitocromos. La proximidad de otras plantas (que ocurre en alta densidad vegetal) disminuye la relación R/FR de la luz percibida por una planta, desencadenando un conjunto de respuestas fisiológicas que se conoce como el síndrome de huida de la sombra (SAS). En el estadío de plántula de Arabidopsis thaliana, el alargamiento del hipocotilo es la respuesta más evidente. La longitud del hipocotilo también está influenciada por la acción de ciertas hormonas vegetales como las auxinas y las giberelinas, lo que sugiere que podrían estar participando en el SAS. En este trabajo se describe que los factores PHYTOCHROME RAPIDLY REGULATED 1 (PAR1), PAR2, LONG HYPOCOTYL IN FR1 (HFR1), BRENHANCED EXPRESSION (BEE) y BES1-INTERACTING MYC-LIKE (BIM), involucrados en la modulación del SAS, afectan a la sensibilidad a giberelinas. Se propone que dentro de esta interconexión entre factores del SAS y giberelinas también tendrían un rol importante el incremento en los niveles de auxinas. Con el fin de identificar el mecanismo molecular implicado en esta regulación, se ha caracterizado el funcionamiento de PAR1, un regulador negativo del SAS, así como también de sus posibles interactores (BEEs y BIMs), que actúan como reguladores positivos del SAS. La secuencia primaria de PAR1, una proteína nuclear que reprime la expresión génica, sugiere que esta bHLH atípica probablemente no une DNA para llevar a cabo su función. Mediante la sobrexpresión en planta de formas truncadas de PAR1 y fusiones traduccionales al dominio de activación de VP16 hemos concluido que PAR1 no uniría DNA para modular la transcripción. Hemos hipotetizado por tanto que probablemente heterodimeriza con factores BHLH típicos e inhibe su capacidad de unir DNA. Nuestros resultados confirmaron que los factores positivos del SAS, BEE2 y BIM1, unen DNA a secuencias específicas, unión que se ve atenuada en presencia de PAR1, resultados que apoyan nuestra hipótesis de que PAR1 actuaría heterodimerizando. Además, la caracterización fisiológica y molecular de líneas mutantes de pérdida de función sugiere que los genes BEEs y BIMs se organizan en módulos funcionales diferentes en la red regulatoria del SAS. Finalmente todos los análisis genéticos han permitido ver que los BEEs y BIMs no sólo estarían participando en el SAS si no que también serían reguladores del desarrollo y además de redundantes en el control de la viabilidad de la planta.; The shade avoidance syndrome (SAS) refers to a set of plant responses initiated after perception by the phytochrome photoreceptors of light enriched in far-red colour reflected from or filtered by neighboring plants. Overall, these responses are aimed to anticipate eventual shading from potential competitor vegetation by overgrowing them or flowering, ensuring next generation. Specifically at the seedling stage, the SAS includes an increase in hypocotyl elongation, a response also regulated by changes in the levels of auxins and gibberellins. Here we describe that in Arabidopsis thaliana plant proximity perception rapidly alters sensitivity to gibberellins. In addition, it also involves a fast change in a network of interacting BHLH proteins, such as PAR1, BIM and BEE factors, that act as auxin and gibberellins responsiveness modulators, which ultimately control growth and possibly are some of the factors involved in the regulation of auxin over gibberellins. Although the molecular mechanism of this regulation is not known, we propose that PAR1 is a transcriptional cofactor that interacts with BRENHANCED EXPRESSION (BEE) and BES1-INTERACTING MYC-LIKE (BIM) factors. PAR1 directly inhibits these factors by forming non-DNA-binding heterodimers with BEE2 and BIM1. In addition, here we describe the identification of PAR1-interacting factors (POF), including the brassinosteroid signalling components BEEs and BIMs, and characterize their role as networked positive regulators of SAS responses. We provide genetic evidence that BEEs and BIMs not only control plant growth and development under shaded and non-shaded conditions but are also redundant in the control of plant viability. The results of this work suggest that SAS responses are unleashed as a consequence of a plant proximity-triggered new balance of transcriptional regulators within the pre-existing bHLH network, eventually causing hypocotyls to elongate.

Senescència floral en "Lilium": Importància dels reguladors endògens i efectes de les aplicacions exògenes

Mon, 04 Feb 2013 08:05:55 GMT

Senescència floral en "Lilium": Importància dels reguladors endògens i efectes de les aplicacions exògenes Arrom Mascasas, Laia La senescència floral, procés que condueix a la mort de la flor (i les seves peces florals) durant l’etapa més terminal del seu desenvolupament, té una important repercussió en floricultura. Per tant, el millor coneixement del procés pot permetre’ns adreçar els esforços cap a la millora de la longevitat floral i qualitat de la flor tallada. Generalment, l’etilè juga un paper clau en la regulació de la senescència floral (flors sensibles a l’etilè; clavell, rosa, etc.), tot i que, depenent de l’espècie, el procés també pot no estar controlat per l’efecte de l’etilè (flors insensibles, Lilium, Iris, etc.). Actualment i donat que la majoria de flors pateixen una senescència sensible a l’etilè, la majoria d’estudis han estat clàssicament enfocats a la descripció dels canvis ocasionats pel control de l’etilè sobre el procés, quedant més obscurs els mecanismes seguits per les espècies on l’etilè no és clau. Per tal d’aprofundir en el coneixement de la via insensible a l’etilè, es determinaren les variacions dels principals reguladors endògens de senescència (fitohormones, estrès oxidatiu i sucres) al llarg del desenvolupament dels diversos teixits florals del Lilium L.A. ‘Courier’, revelant comportaments diferencials entre els teixits i al llarg del desenvolupament floral. Amb intenció de millorar la qualitat i la longevitat de la flor tallada de Lilium, es van comparar ambdós desenvolupaments natural (flor no tallada, unida a la planta) i artificial (flor tallada), mostrant que la reducció de la longevitat floral observada com a conseqüència del tall de la vara floral es veia també reflectida per una accentuació de les variacions endògenes. D’altra banda, l’adició de sacarosa exògena al gerro permetia contrarestar aquest escurçament de la longevitat, mantenint la flor oberta per més temps gràcies a ambdós efectes promotor l’obertura i retardant de la senescència floral. Alhora, l’efecte de la sacarosa implicà també variacions significatives en el balanç hormonal dels diversos òrgans florals, demostrant la capacitat de senyalització dels sucres en el desenvolupament floral. També es determinà l’efecte de l’aplicació exògena de diverses fitohormones sobre la senescència floral i també en la foliar (àcid abscísic, ABA, el seu anàleg Pyrabactin®, i una barreja comercial de citocinines i gibberel•lines anomenada Promalin®), doncs l’aspecte del fullatge de la vara floral també influeix en la qualitat de la flor tallada. En aquest sentit, es corroborà l’efecte beneficiós de les citocinines i gibberel•lines en el retard de la senescència d’ambdós òrgans, mentre que l’ABA resultà ser un dels reguladors de la senescència (floral i foliar) en Lilium més importants, actuant com a inductor del procés. A més, l’aplicació de Pyrabactin, utilitzat aquí per primer cop per avaluar els efectes de l’ABA en senescència vegetal, corroboraven la capacitat del Pyrabactin per actuar in vivo com a antagonista de l’ABA en fulles de Lilium (retard de la senescència foliar), mentre que en flors mostrà el comportament contrari (agonista de l’ABA). A més, l’anàlisi de l’estat oxidatiu de les peces florals de Lilium revelà l’acumulació d’alfa i de gamma-tocoferol a totes les peces florals (excepte al gineceu). La forma predominant fou, en tots els casos, l’alfa-tocoferol, nivells del qual incrementaren marcadament en resposta a petits augments de la producció d’espècies reactives de l’oxigen. A més, l’alfa-tocoferol podria tenir un rol específic en la senescència dels tèpals i l’androceu de Lilium. Finalment, pel que fa les fulles, la inducció de la senescència per foscor accelerà el procés i provocà importants variacions hormonals, tot i que ni la biomassa ni la capacitat reproductiva es van veure afectades pel tractament de foscor.; Floral senescence in Lilium: Importance of endogenous regulators and effects of exogenous applications Floral senescence, as the latest developmental stage leading to flower (and its tissues) death, becomes very important in floriculture and research on this should give us new tools to improve both quality and longevity of cut flowers. Ethylene tends to be the main regulator of floral senescence (ethylene-sensitive flowers; carnation, rose...), while in ethylene-insensitive flowers (Lilium, Iris...) it does not control the process. Most studies describe ethylene effects in controlling floral senescence, while the ethylene-insensitive pathway remains more unknown. To better understand the latter, main endogenous regulators (phytohormones, oxidative stress and sugars) were analysed throughout development and in each floral tissues of Lilium L.A. ‘Courier’. Results showed different behaviours among floral tissues and during flower development. Aiming to improve cut flower longevity and quality, both natural (attached flowers) and cut flower developments were compared. Cutting the stem reduced floral longevity, which in turn also caused a greater hormonal imbalance. However, exogenous sucrose counteracted this effect by maintaining the flower open for longer (sucrose induced floral opening and delayed its senescence) while it also caused a hormonal imbalance (regarding controls) in several floral organs, demonstrating its signalling ability in floral development. In addition, effects of exogenous abscisic acid (ABA), Pyrabactin® (ABA analog), and Promalin® (commercial mixture of gibberellins and cytokinins) and its combinations were analyzed in both flowers and leaves, since foliage is also important for cut flower quality. Results corroborated the beneficial effects of cytokinins and gibberellins, whereas ABA acts an inductor of both floral and leaf senescence. Pyrabactin, used here for the first time to evaluate its effects in plant senescence, acted as an agonist in leaves and as an antagonist in flowers. Oxidative state analyses showed accumulations of both alpha and gamma-tocopherol in all floral tissues, except for the gynoecium. The main form was alpha-tocopherol and its levels increased sharply in response to little increases of reactive oxygen species production. In addition, results suggested a specific role for alpha-tocopherol in senescence of both tepals and androecium of Lilium. Finally, dark treatment accelerated leaf senescence and caused a hormonal imbalance, although neither biomass on fitness were affected by darkness.

Interaccions planta-planta en gradients d'estrès en ecosistemes freds / Plant-plant interactions along stress gradients in cold ecosystems

Thu, 31 Jan 2013 08:10:50 GMT

Interaccions planta-planta en gradients d'estrès en ecosistemes freds / Plant-plant interactions along stress gradients in cold ecosystems Grau Fernàndez, Oriol En aquesta tesi presento quatre capítols, en els quals es discuteix com diferents espècies subarbustives interactuen amb plantes coexistents, sota règims variables d’estrès. Aquesta recerca ha estat centrada en ecosistemes de gran valor ambiental, ecològic i de conservació, i alhora sensibles als canvis ambientals, en quatre regions distintes situades en zones de latitud o altitud elevades. Per ordre latitudinal, els ecosistemes estudiats han estat: 1) el límit supraforestal dels Pirineus Centrals, situats en una zona temperada; 2) el gradient de successió primària d’un ecosistema situat en una zona boreal, a Finlàndia,; 3) el límit supraforestal situat a la zona subàrtica de Lapònia; i 4) la tundra situada en una zona de l’alt àrtic, al nord‐est de Grenlàndia . Els dos primers capítols es basen en una aproximació experimental i se centren en investigar com els subarbustos més comuns trobats prop del límit supraforestal interactuen amb plançons d’arbres de les espècies que formen el límit del bosc en dos ambients contrastats, i.e. el límit supraforestal subàrtic, i el límit supraforestal dels Pirineus Centrals. A més, donat que els arbres que viuen prop del límit de distribució són molt sensibles als canvis ambientals , especialment a l’augment de temperatures durant l’estació de creixement (Körner 2003), també s’ha investigat com podrien afectar el creixement dels plançons d’arbre i la seva supervivència al llarg de l’ecotò, diferents escenaris de canvis ambientals. El primer capítol es titula ‘Les interaccions arbre‐arbust i els canvis ambientals dirigeixen la dinàmica supraforestal a la zona subàrtica’, i s’hi exposa l’experiment de tres anys de durada que es va executar al ‘Parc Nacional d’Abisko’, en els Scandes subàrtics, al nord de Suècia; les plantes estudiades varen ser plançons de Betula pubescens i el subarbust Vaccinium myrtillus. En aquest estudi es va certificar la importància de les interaccions arbust‐arbre, tant facilitatives com competitives, com a elements clau en la dinàmica supraforestal subàrtica. A més, vàrem demostrar que la gran sensibilitat dels plançons a l’escalfament tenia fortes implicacions per la dinàmica supraforestal, tenint en compte l’escenari previst d’augment de temperatures en latituds elevades. També es va observar que les interaccions complexes entre arbusts i herbívors són claus per preveure canvis futurs. El segon capítol es titula ‘Els plançons d’arbres situats als límits supraforestals Pirinencs i subàrtics mostren respostes semblants a la presència d'arbustos i a les simulacions de canvis ambientals’. Aquí es presenta una comparació entre els resultats de l’experiment presentat en el primer capítol i els obtinguts en un experiment paral∙lel dut a terme durant un període de temps semblant prop del límit supraforestal en el ‘Parc Natural de l’Alt Pirineu’, als Pirineus Centrals catalans. Aquest experiment es va basar en el mateix disseny factorial que l’anterior estudi, però amb diferents espècies (i.e. plançons de l’arbre Pinus uncinata i l’arbust Rhododendron ferrugineum). Segons ens consta, és el primer estudi que avalua experimentalment les respostes de les plantes vers diferents escenaris ambientals en un ecosistema d’alta muntanya als Pirineus. En aquest capítol es presenten alguns mecanismes que ajudaran a comprendre la variabilitat recentment observada de les respostes locals de límits supraforestals de zones temperades i subàrtiques com a resultat del clima canviant, i també identifiquem alguns paral∙lelismes que poden utilitzar‐se per generalitzar les respostes a gran escala dels límits supraforestals al canvi climàtic. El tercer capítol se centra en els efectes d’un subarbust dominant (i.e. Empetrum nigrum) en plançons de Pinus sylvestris al llarg del gradient de successió primària en un ecosistema boreal en una illa emergent de la badia de Bòtnia, a Finlàndia. Aquest capítol s’anomena ‘Un arbust ericoide exerceix la doble funció de reclutar pins i els seus simbionts fúngics al llarg d’un gradient de successió primària’. Aquí hem mostrat que els efectes facilitadors i competidors dels subarbustos determinen fortament l’establiment de plançons i la seva colonització fúngica al llarg d’aquest gradient de successió. Segons ens consta, aquests són els primers resultats que demostren que un arbust ericoide micorrízic pot millorar tant el desenvolupament de l’arbre hoste ectomicorrízic com el dels simbionts fúngics de l’arbre. L’estudi presentat al quart capítol es va realitzar al llarg d’un gradient de nivositat en un ecosistema extrem de tundra àrtica al ‘Parc Nacional del nord‐est de Grenlàndia’, el Parc Nacional més gran del món. El capítol es titula ‘Interaccions vegetals i composició de la vegetació àrtica al llarg d’un gradient de nivositat al nord‐est de Grenlàndia’. Aquest ecosistema és probablement el més sensible i fràgil de tots els ecosistemes estudiats en aquesta tesi, donat que s’espera que a la costa est de Grenlàndia s’hi esdevinguin canvis substancials en el clima com a resultat de canvis destacables en els règims de precipitació de neu i de les temperatures (Brown i Mote 2009). Aquí es va avaluar la riquesa d’espècies de plantes, així com els patrons d’establiment i composició de diverses formes de creixement existents en comunitats vegetals àrtiques associades a una variació de la cobertura de neu durant els mesos d’hivern. Aquest estudi ajudarà a preveure la diversitat potencial i els canvis en la vegetació a la zona de l’alt Àrtic, si els règims de precipitació de neu canvien en el futur com es preveu.; In this thesis I present four chapters, and in all of them I discuss how dwarf shrubs interact with co‐occurring plants under varying regimes of stress. This research involved ecosystems of great environmental, nature conservation and ecological value, yet highly sensitive to environmental changes, in four contrasting cold regions at high altitude or high latitude. Following a latitudinal order, the selected ecosystems were: 1) a temperate alpine treeline in the Central Pyrenees; 2) a primary succession gradient in a boreal ecosystem in Finland; 3) a subarctic alpine treeline in Lapland; and 4) a high‐arctic tundra in north‐eastern Greenland. The first two chapters are based on an experimental approach and focus on how shrubs commonly found near the treeline interact with tree seedlings of treelineforming species in two contrasting environments, i.e. in a subarctic forest‐tundra ecotone in Lapland, northern Sweden, and in a more southern, temperate forestalpine pasture ecotone in the Central Pyrenees. In addition, since trees living near their limit of distribution are very sensitive to environmental changes, especially to increased temperature during the growing season (Körner 2003), we also assessed how distinct environmental change scenarios may affect tree seedling growth and survival across the ecotone. The first chapter is entitled ‘Shrub‐tree interactions and environmental changes drive treeline dynamics in the Subarctic’, where we explain the three‐year‐long experiment performed in the Abisko National Park, in the subarctic Scandes, Northern Sweden; the species studied were Betula pubescens tree seedlings and the shrub Vaccinium myrtillus. In this study we showed the importance of facilitative and competitive shrub‐tree interactions as drivers of subarctic treeline dynamics. Furthermore, we demonstrated that the great sensitivity of tree seedlings to warming had strong implications for treeline dynamics under the predicted warmer scenario at high latitudes, and we identified that complex interactions between shrubs and herbivores are critical to predicting future changes. The second chapter is entitled ‘Similar tree seedling responses to shrubs and to simulated environmental changes at Pyrenean and subarctic treelines’. Here we presented a comparison between the results obtained in the experiment presented in the first chapter and those obtained in a parallel experiment performed during a similar period near the treeline in the Alt Pirineu Natural Park, in the Central Pyrenees, Catalonia. This experiment was based on the same factorial design but with different species (i.e. Pinus uncinata tree seedlings and the shrub Rhododendron ferrugineum). To our knowledge, it is the first study which experimentally tests the responses of plants to distinct environmental scenarios in a high mountain ecosystem in the Pyrenees. In this chapter we presented some mechanisms for understanding the recently observed variability of local responses of both subarctic and alpine treelines to currently changing climate while identifying some commonalities that can be used to generalise large scale response of treelines to climate warming. The third chapter focuses on the effects of a dominant dwarf shrub (i.e. Empetrum nigrum) on Pinus sylvestris tree seedlings along a primary succession within a boreal ecosystem on an uplifting island in Bothnian Bay, Finland. This chapter is called ‘An ericoid shrub plays a dual role in recruiting both pines and their fungal symbionts along primary succession gradients’. Here we showed that facilitative and competitive effects of shrubs markedly determined tree seedling establishment and their fungal colonisation along this succession gradient, but in this chapter we did not relate these findings to any environmental changes. As far as we know, we presented the first finding that an ericoid mycorrhizal shrub may enhance both the performance of the ectomycorrhizal host tree and the tree’s fungal symbionts. The study presented in the fourth chapter was performed along a snow‐depth gradient in an extreme arctic tundra ecosystem in the Northeast Greenland National Park, the largest national park in the world. The chapter is entitled ‘Plant interactions and higharctic vegetation composition along a snow‐depth gradient in NE Greenland’. This ecosystem is probably the most sensitive and fragile among the ecosystems studied in this thesis as the eastern coast of Greenland is expected to experience substantial changes in climate due to marked changes in snow precipitation and temperature regimes (Brown and Mote 2009). Here we assessed plant species richness, establishment and composition patterns in distinct growth forms occurring in common arctic plant communities associated with varying snow‐depth during the winter season. This study will help to predict potential diversity and vegetation changes in the high Arctic if snow precipitation regime changes in the future as anticipated.

Fitocromo(s) y cierre nictinástico foliar: Intermediarios y sistemas efectores implicados

Mon, 21 Jan 2013 11:55:47 GMT

Fitocromo(s) y cierre nictinástico foliar: Intermediarios y sistemas efectores implicados Llambrich Moreno, Esther El presente trabajo se enmarca en la línea de investigación del Departamento de Biología Vegetal de la Facultad de Biología de la Universidad de Barcelona que estudia el fotocontrol vía fitocromos (Pr, forma inactiva; Pfr, forma activa) de los movimientos rítmicos y nictinásticos de Albizia lophantha y Robinia pseudoacacia. Los objetivos planteados en el trabajo han sido: a) estudiar el efecto de la aplicación de polioles (sorbitol, manitol y polietilenglicol), sacarosa y fusicoccina, (toxina estimuladora de la actividad ATPasa-H+), sobre el cierre nictinástico dependiente de fitocromos de A. lophantha; b) investigar la incorporación de sacarosa-3H y manitol-3H en los pulvínulos de R. pseudoacacia, después de irradiaciones con luz roja (R) y luz roja lejana (FR); c) investigar la implicación del Ca2+ en el cierre nictinástico dependiente de fitocromos en R. pseudoacacia, mediante la localización citoquímica de Ca2+ intercambiable en las distintas zonas pulvinulares. Los resultados obtenidos demuestran que la aplicación de fusicoccina inhibe el cierre nictinástico de los foliolos de A. lophantha, a las 2 h y a las 8 h del fotoperiodo, tanto en presencia de Pfr como de Pr. Ello indica la presencia de ATPasa(s)-H+ en las células extensoras y el consiguiente aumento de turgencia de dichas células, provocando la inhibición del cierre y estimulando la reabertura. La sacarosa exógena estimula el cierre nictinástico dependiente de fitocromos en A. lophantha. La aplicación simultánea o secuencial de fusicoccina y sacarosa inhibe el efecto de la sacarosa y potencia la acción de la fusicoccina inhibiendo el cierre y estimulando la reabertura. Este sinergismo sugiere que la fusicoccina al incrementar la actividad ATPasa-H+ estimularía el cotransporte sacarosa-H+ dando lugar a un sistema de retroalimentación positivo. La aplicación de sorbitol y manitol incrementa el cierre nictinástico de los foliolos de A. lophantha siendo este más acusado en presencia de Pfr. Sacarosa-3H 50 mM y manitol-3H 50 mM, se incorporan, vía tejidos vasculares, durante el cierre nictinástico a los pulvínulos secundarios de R. pseudoacacia, siendo la cantidad total de sacarosa incorporada casi el doble que la de manitol y en ambos casos independiente de fitocromos. Asimismo se distribuyen en todos los tejidos pulvinulares, desde el cilindro central hasta la epidermis, preferentemente en paredes celulares, citoplasmas y vacuolas. La distribución de sacarosa-3H en los protoplastos extensores y flexores depende del estado de fotoequilibrio de los fitocromos. Después de una irradiación con luz FR se reduce drásticamente la incorporación de sacarosa en los protoplastos extensores y aumenta ligeramente en los protoplastos flexores internos. La incorporación de sacarosa en los protoplastos extensores y flexores no presenta diferencias después de un tratamiento con luz R. La distribución de manitol-3H en protoplastos extensores y flexores también depende del estado de fotoequilibrio de los fitocromos. No presenta diferencias después de un tratamiento con luz R y se acumula en los protoplastos flexores después de una irradiación con FR. Sacarosa-3H y manitol-3H no parecen actuar como osmóticos ya que su incorporación no esta relacionada con los cambios de turgencia celular. La presencia de Ca2+ intercambiable en todos los tejidos pulvinulares de R. pseudoacacia durante el cierre nictinástico corrobora resultados anteriores, e implica al Ca2+ como segundo mensajero de los fitocromos durante el cierre, ya que se evidencia un aumento transitorio de Ca2+ citosólico intercambiable en las células extensoras pulvinulares en presencia de Pfr. Se discuten los resultados obtenidos, relacionándolos con sistemas de transporte descritos en órganos motores de Leguminosas. El trabajo ha sido subvencionado a través de distintos proyectos de investigación como el concedido por el Ministerio de Ciencia e Innovación (ref. CGL2011-26310) y dentro del grupo 2009SGR1016 (AGAUR, Generalitat de Catalunya).; The aims of the work reported here were to study: a) the effect of polyols (sorbitol, mannitol and polyethylene glycol), sucrose and fusicoccin on the nyctinastic closure mediated by phytochromes of Albizzia lophantha leaflets; b) the effect of phytochrome photoconversion on the incorporation of 3H-sucrose and 3H-mannitol into Robinia pseudoacacia pulvini during nyctinastic closure; and c) the involvement of Ca2+ in the nyctinastic closure mediated by phytochromes of R. pseudoacacia leaflets by cytochemical localization of interchangeable Ca2+ in the secondary pulvini. The results show that fusicoccin inhibited nyctinastic closure of A. lophantha, after both red (R) and far-red (FR) irradiation. Exogenous sucrose enhanced the nyctinastic closure of A. lophantha and when sucrose was applied simultaneously with fusicoccin, the inhibitory effect of fusicoccin on nyctinastic closure was enhanced. 3H-Sucrose 50 mM and 3H-mannitol 50 mM were incorporated into R. pseudoacacia pulvini through the vascular tissues. The total amount of sucrose incorporated into the pulvini was almost twice the amount of mannitol and neither amount was dependent on phytochromes. 3H-Sucrose was distributed in pulvinar tissues from the central core to the epidermis and it was mainly localized in cell walls, cytoplasm and vacuoles. 3H-Sucrose distribution in extensor and flexor protoplasts depends on phytochrome photoconversion. After FR irradiation, 3H-sucrose incorporation into the extensor protoplasts was drastically reduced while in the internal flexor protoplasts it was slightly increased. R light irradiation did not modify 3H-sucrose localization in the pulvini. 3H-Mannitol localization was also phytochrome dependent since, after FR irradiation, it increased in the flexor protoplasts but no differences were detected after R irradiation. 3H-Sucrose and 3H-mannitol apparently did not act as osmotica since their distribution was not related with turgor changes of the pulvinar cells. The presence of interchangeable Ca2+ in R. pseudoacacia pulvini during nyctinastic closure corroborates previous results which indicate that Ca2+ could be a second messenger in the phytochrome control of nyctinastic closure. The present work demonstrates that there is a transient and important increase in interchangeable Ca2+ in extensor motor cells in the presence of Pfr. This work was supported by the Spanish Ministerio de Ciencia e Innovación (CGL2011-26310).

Salinidad y trigo duro: Firmas isotópicas, actividad enzimática y expresión génica

Fri, 13 Jul 2012 06:47:16 GMT

Salinidad y trigo duro: Firmas isotópicas, actividad enzimática y expresión génica Yousfi, Salima La salinidad y el estrés hídrico son los factores más importantes que limitan la producción de trigo duro, sobre todo en regiones áridas y semiáridas, como la región Mediterránea. El trigo duro es uno de los principales cultivos en el sur y este de la Cuenca Mediterránea, donde se cultiva frecuentemente en condiciones de secano y si es posible con riego deficitario, a menudo con agua de poca calidad, que junto a una elevada evapotranspiración, puede provocar una progresiva salinización del terreno. En este sentido, la mejora genética de trigo duro para una mejor adaptación a estas condiciones de estrés es una de las pocas alternativas viables. El objetivo general de esta Tesis es estudiar las bases fisiológicas y moleculares de las diferencias genotípicas en crecimiento potencial y tolerancia a la salinidad y el estrés hídrico. En un primer estudio (Experimento 1) publicado en “Functional Plant Biology” se investigó qué criterio fenotípico de selección era el más adecuado para seleccionar genotipos de trigo duro que crecieran mejor en condiciones de salinidad continuada. De esta forma se determinó la importancia de los isótopos estables como criterios eficientes para seleccionar genotipos tolerantes y susceptibles a la salinidad. Posteriormente, se realizó un segundo estudio (Experimento 2) donde se evaluó el efecto de la salinidad en la composición isotópica del carbono (δ13C) y el nitrógeno (δ15N) de genotipos de trigo duro y de dos amfiploides (un tritordeo y un triticale). Este trabajo está publicado en la revista “Journal of Experimental Botany”. En este segundo ensayo, la salinidad se aplicó durante la floración y el llenado del grano durante unas pocas semanas. Los resultados de este trabajo representaron la puesta a punto del estudio del comportamiento fisiológico del trigo duro durante la fase reproductiva y bajo diferentes combinaciones de salinidad y riego. Como continuación de los dos Experimentos (1 y 2) y en vista de los resultados obtenidos en el uso de las firmas isotópicas como criterio de evaluación bajo condiciones salinas, se planteó evaluar el uso combinado de la composición isotópica del carbono (δ13C), oxígeno (δ18O) y el nitrógeno (δ15N) en materia seca para observar las respuestas genotípicas de plantas de trigo duro sometidas a diferentes combinaciones de salinidad. Como contribución original, se elaboró un modelo conceptual de las tres firmas isotópicas juntas (δ13C, δ18O, δ15N) junto con características del metabolismo nitrogenado para explicar las diferencias genotípicas en tolerancia a distintas condiciones de salinidad y estrés hídrico. También se evaluaron las características fotosintéticas en relación con las firmas isotópicas y las actividades de enzimas clave del metabolismo nitrogenado. (Trabajo Publicado en la revista “New Phytologist”). Además de los resultados anteriores obtenidos, en esta Tesis se comparó la eficiencia de las firmas isotópicas del carbono, oxígeno y nitrógeno mediante dos vías: muestras de materia seca y muestras de fracción soluble en genotipos de trigo duro para la evaluación de diferencias genotípicas en tolerancia a diferentes condiciones de salinidad y regimenes hídricos. Posteriormente se analizó la respuesta genética de plantas de trigo duro a la salinidad evaluando el nivel de transcripción de genes específicos asociados a tolerancia a salinidad y estrés hídrico, junto a otros que codifican para enzimas claves del metabolismo nitrogenado. También se han estudiado las relaciones entre estas tasas de transcripción, las diferencias genotípicas en crecimiento, firmas isotópicas y actividades de enzimas del metabolismo nitrogenado. El trabajo ha mostrado la eficacia de los isótopos estables de carbono y del nitrógeno como herramientas de evaluación de la respuesta del trigo duro frente a la salinidad.; Inadequate irrigation for long term and under conditions of high evapotranspiration demand, combined with the use of poor water quality and the lack of adequate drainage frequently induces the salinization of arable land causing a significant increase in the area affected by salinity. Salinity is an environmental factor that limits in a remarkable manner the production of crops in many parts of the world, but especially in arid and semiarid regions like the Mediterranean. Under these conditions, which is often grown durum wheat improvement for tolerance to salinity under irrigation deficit may be one of the strategies to alleviate this problem. This Thesis shows that isotope compositions of carbon (δ13C), oxygen (δ18O), and nitrogen (δ15N) and the concentration of nitrogen in dry matter are potentially and effective criteria for discriminating between different growing conditions and between genotypes tolerant or susceptible to salt. Furthermore, the results of this study reflect the importance of nitrogen metabolism in tolerance to salinity. Additionally, this thesis develops a model relating genotypic tolerance to different conditions of salinity and drought with the signatures of the three isotopes (C, O, N), together with photosynthetic and transpiration exchanges and parameters key of nitrogen metabolism such as nitrogen concentration and activities of the glutamine synthetase and nitrate reductase. Finally, we study the relationship between the expression of genes potentially key in the tolerance to salinity and drought and genotypic variability in response to different combinations of these stresses.

Regulación de la biosíntesis de la vitamina E y su función en señalización celular en condiciones de estrés abiótico

Wed, 11 Jul 2012 11:35:37 GMT

Regulación de la biosíntesis de la vitamina E y su función en señalización celular en condiciones de estrés abiótico Cela Udaondo, Jana La vitamina E incluye una serie de compuestos amfipáticos esenciales en la dieta tanto para humanos como para animales y que únicamente puede ser sintetizada por organismos fotosintéticos, los tocoferoles y los tocotrienoles. Descubierta a principios del siglo XX, no fue hasta los años 60 que se asoció a propiedades antioxidantes. En plantas, se sabe que los niveles de tocoferol (la forma mayoritaria en hojas) aumenta en respuesta al estrés y que está implicado en el control de los niveles de las especies reactivas del oxígeno, la síntesis de las cuáles suele aumentar drásticamente en condiciones de estrés y pueden ir asociadas a graves daños celulares si no se regulan adecuadamente sus niveles. También interviene en la prevención de la propagación de la peroxidación lipídica en condiciones de estrés oxidativo, además de otras nuevas funciones que poco a poco se van descubriendo, como la importancia durante la germinación de semillas, la implicación en el transporte de fotoasimilados o un posible papel en señalización celular. En esta tesis se estudió la regulación de la biosíntesis de α- y γ-tocoferol en condiciones de estrés abiótico (déficit hídrico y estrés salino), así como su posible implicación en señalización celular en la planta modelo Arabidopsis thaliana y en la planta con metabolismo CAM, Aptenia cordifolia. Pero la vitamina E no actúa sola. Como antioxidante, puede trabajar coordinadamente con el ascorbato o con carotenoides además de con diversas fitohormonas, por lo que además, se estudió el papel como mecanismo fotoprotector, juntamente con los carotenoides y los niveles hormonales, tanto en condiciones de estrés como influenciados por la edad de la hoja. Los estudios en A. thaliana se llevaron a cabo utilizando diversos mutantes ya fueran de etileno o de tocoferol como aproximaciones a sistemas deficientes de ambos compuestos. Se observó que el etileno promueve la síntesis de tocoferol en A. thaliana, de forma especifica a través de las proteínas EIN2, EIN3 y EIL1. Además, niveles elevados de etileno promueven aumentos de tocoferol en hojas viejas y mutaciones en el gen que codifica para la proteína EIN3 es capaz de resistir dosis moderadas de salinidad, cambiando el balance hormonal foliar y aumentando el estrés oxidativo. Sorprendentemente, la biosíntesis de tocoferol no resultó estar regulada a nivel transcripcional. En el modelo de planta CAM, la A. cordifolia, el ABA jugó un papel importante en la regulación de la biosíntesis de tocoferol en condiciones de déficit hídrico. Juntamente con el β-caroteno y el ciclo de las xantofilas, los tocoferoles ayudan a la protección del PSII en condiciones de déficit hídrico y estrés salino cuando la demanda de fotoprotección es elevada, pero cuando los carotenoides se empiezan a degradar, el tocoferol es incapaz de substituirlos. Además, el γ-tocoferol parece tener funciones específicas además de precursor del α-tocoferol influenciando de forma específica los niveles de expresión de genes implicados en la biosíntesis, percepción y señalización del etileno en A. thaliana. Finalmente, cabe destacar que el tocoferol interviene en la comunicación cloroplasto-núcleo a través de regular los niveles de expresión de genes relacionados con el etileno, formando parte de la intrincada red de señalización retrógrada.; Vitamin E includes different amphipathic compounds, tocopherols and tocotrienols, essentials in the diet of humans and animals. It can be synthesized only by photosynthetic organisms and it was discovered in the early twentieth century but it was not until the 60‘s when it was associated with its antioxidant properties. In plants, it is known that the levels of α-tocopherol (the major form in leaves) increase in response to stress and they are involved in the control of the levels of reactive oxygen species (ROS). Under stress conditions the levels of ROS tend to increase dramatically and they could be associated with serious cell damage if their levels are not properly regulated. Moreover tocopherols are involved in prevention of the lipidic peroxidation propagation under oxidative stress conditions. Furthermore, new functions are gradually being discovered, like their importance in the process of seed germination, their role on the transport of the photoassimilates or their possible function in cell signalling. During this PhD I have studied the regulation of the biosynthesis of α- and γ-tocopherol under abiotic stress conditions (water and salt stress) and their possible role in cell signalling in the model plant Arabidopsis thaliana and in the CAM plant, Aptenia cordifolia. As an antioxidant, it might work in coordination with ascorbate or carotenoids as well as with some phytohormones. That is why we have studied their role as photoprotective mechanism together with carotenoids and the hormone levels in both stress conditions and the influence of leave age. The studies in A. thaliana were carried out using tocopherol or ethylene mutants as approximations to deficient systems of both compounds. It was observed that ethylene promotes synthesis of tocopherol in A. thaliana, specifically through EIN2, EIN3 and EIL1 proteins. In addition, elevated levels of ethylene induced tocopherol increase in old leaves. ein3-1 mutant plants were able to withstand moderate doses of salinity, changing leaf hormonal balance and increasing oxidative stress. Surprisingly, the biosynthesis of tocopherol was not being regulated at the transcriptional level. In the model CAM plant, A. cordifolia, the ABA played an important role in the regulation of tocopherol biosynthesis under water stress conditions. Together with β-carotene and the xanthophyll cycle, tocopherols help in the protection of PSII under both water and salt stress conditions when the demand for photoprotection is high. When carotenoids were beginning to degrade, tocopherols were unable to replace them. In addition, the γ-tocopherol seemed to have specific functions not only as α-tocopherol precursor. It can specifically influence the expression levels of genes involved in ethylene biosynthesis, perception and signalling in A. thaliana. Finally, in this PhD thesis it is demonstrated that tocopherol is involved in the chloroplast-nucleus communication by regulating the expression levels of genes related to ethylene as part of the intricate network of retrograde signalling.

Diatomees de la conca de l’Ebre: Biodiversitat i estat ecològic de l’aigua

Thu, 05 Jul 2012 10:07:46 GMT

Diatomees de la conca de l’Ebre: Biodiversitat i estat ecològic de l’aigua Ortiz Lerín, Roser Els resultats que es presenten en aquesta tesi estan centrats bàsicament en l'estudi de la biodiversitat de les diatomees epilítiques presents en els rius de la conca de l'Ebre i en la seva aplicació com a indicadores de l'estat ecològic de les masses d'aigua. Durant els mesos d'estiu del 2005 i 2006 es va realitzar el mostreig de la flora de diatomees epilítiques en un total de 197 i 211 estacions, respectivament, pertanyents a la Xarxa de Control de l'Estat de les Masses d'Aigües Superficials (CEMAS) de la Confederació Hidrogràfica de l'Ebre (CHE). Aquests mostrejos van ser impulsats per la CHE amb l'objectiu d'establir xarxes de control biològic, basades en bioindicadors del fitobentos per tal de conèixer l'estat ecològic de les aigües fluvials d'acord amb el que estableix la Directiva Marc de l'Aigua (DMA). La recollida de les mostres, el seu tractament químic i, la quantificació de les espècies per localitat, s'han basat en les normatives estandarditzades europees CEN/TC 230 EN 13946:2003, norma prEN 14407: 2004 i, en els protocols de la CHE per l'avaluació de la qualitat biològica en rius mitjançant diatomees. L'examen de les mostres recollides ha permès la identificació de 499 tàxons, repartits en 91 gèneres, dels quals 492 han estat a nivell específic o infra-específic. Dels tàxons identificats, 361 estan representats en 751 fotografies realitzades al microscopi òptic, agrupats en 25 làmines. Com a particularitats de la flora s'esmenta d'una banda la presència de 7 espècies al•lòctones segons les consideracions principalment de Coste & Ector 2000 Achnanthidium catenatum, A. druartii, Diadesmis confervacea, Didymosphenia geminata, Gomphoneis minuta, Navicula kotschyi y Reimeria uniseriata) i per l'altre, la presència en algunes localitats de diverses formes teratològiques que podrien indicar condicions adverses del medi (estrès químic o contaminació), encara que en alguns casos podrien ser originades simplement per causes naturals. Com a resultat de la determinació de l’estat ecològic de les masses d’aigua s'ha comprovat l'aplicació i funcionament òptim dels índexs de diatomees (Index de Pol•lució Específica IPS, Index Biològic de Diatomees IBD i Index Europeu CEE), sent l'IPS l'índex més convenient per la bioindicació de l'aigua a la conca de l'Ebre. No obstant, aquests índexs no reflecteixen prou bé les diferències entre algunes ecoregions de la conca de l'Ebre, com ara les capçaleres calcàries. Tenint en compte els resultats obtinguts amb l'IPS, la proporció de localitats estudiades que complirien amb la DMA en aquests 2 anys d'estudi són bastant similars, seria del <62% pel 2005 i del <64% pel 2006. Els resultats de l'índex de Shannon & Weaver indiquen que la diversitat i la riquesa específica s'ajusta a un model relacionat amb la qualitat del medi. Les correlacions d'aquests paràmetres respecte a variables ambientals (pH, conductivitat, clorurs, amoni, fosfats, nitrats, TSS, oxigen dissolt, altitud de la localitat, corrent, amplada i fondària del riu) i els resultats dels índexs de diatomees (IPS, IBD i CEE) mostren que la diversitat de les comunitats de diatomees en les localitats estudiades augmenta quan empitjora l'estat ecològic, seguint un gradient marcat principalment per l'altitud i la concentració de nutrients. L'estudi de l'ordenació de les comunitats de diatomees epilítiques en els rius de la conca de l'Ebre, tenint en compte les variables ambientals de les localitats estudiades, mostra que la seva distribució seguiria un gradient capçalera-desembocadura, marcat per l’increment progressiu de la mineralització en el que se superposen els efectes de les variables ambientals que es relacionen amb els impactes i els nutrients. Les anàlisis clúster dels inventaris seleccionats distingeixen 7 grups de localitats i 6 grups ecològics diferents de diatomees que responen a les pertorbacions observades i als gradients de mineralització i eutròfia que caracteritzen la conca de l'Ebre.; "Diatoms of the Ebro basin: Biodiversity and ecological state of water" TEXT: The aim of this PhD thesis is to contribute to the taxonomic knowledge of the epilithic diatom flora from the rivers of the Ebro basin and to determinate the water quality status in the studied area using benthic diatoms as indicators. The studied area is located inside the Water Quality Surveillance Network of the Ebro Water Agency, CHE (NE Spain). It includes the Ebro and Garona rivers and all the rivers and streams which run into them in the Spanish territory, mostly over a calcareous and sedimentary substrata. A total of 408 epilithic diatoms samples were collected from different environments and ecoregions within the limits of the network of the Ebro Water Agency, CHE (NE Spain) during the summers of 2005 (197 sites) and 2006 (211 sites). Epilithic diatom were sampled, and then treated to prepare permanent diatoms slides following the standard methods (European Committee for Standardization 2003, 2004). The number of taxa identified in the material studied amounted to 499 (492 a specific or infra specific level), belonging to 91 different genera. 361 taxa are presented in 751 light microscope micrographs regrouped in 25 plates. We noticed the presence of species considered rare or exotic for European freshwaters (Coste & Ector, 2000) such as Diadesmis confervacea; Achnanthidium catenatum, Reimeria uniseriata, Navicula kotschyi, Gomphoneis minuta and Didymosphenia geminata. A few diatoms species presented teratological forms have been detected in some localities. However, we could not find a direct relationship of these forms occurrence and any particular cause. In order to evaluate the water quality assessment, three diatoms indices were applied (Specific Pollution Index IPS, Biological Diatom Index BDI and European Index CEC). All of them correlated significantly with water physical and chemical variables, but SPI achieved better correlations, and is therefore to be the best diatom index to be applied in the Ebro basin, although in some cases it did not properly reflected special situations in this basin as calcareous headwaters. According to the cluster and canonical correspondence analyses, nutrient enrichment (from the headwaters to the mouth), environmental variables and impacts were to be the most important variables structuring diatom communities in the Ebro basin.

La intensificació agrícola i la diversitat vegetal en sistemes cerealistes de secà

Tue, 08 May 2012 10:41:56 GMT

La intensificació agrícola i la diversitat vegetal en sistemes cerealistes de secà José María Domínguez, Laura La intensificació agrícola a escala de camp i de paisatge ha comportat la disminució de la riquesa de les comunitats vegetals i canvis en la composició florística. Per tal de revertir aquesta pèrdua de diversitat dels sistemes agrícoles i poder desenvolupar programes de gestió eficients, és important entendre l’efecte de la intensificació a ambdues escales sobre la diversitat vegetal i la manera com interactuen. En aquesta tesi s’ha abordat el paper de la intensificació agrícola a diferents escales espacials (paisatge i camp) sobre la diversitat vegetal dels conreus de cereals de secà de Catalunya en diferents posicions del camp (centre, vora i marge) que difereixen en la intensitat de la pertorbació i en la proximitat als hàbitats adjacents. Amb aquesta finalitat, s’ha mostrejat 29 camps de cereals d’hivern amb gestió ecològica i 29 amb gestió convencional situats en un gradient de complexitat del paisatge. A més, s’ha estudiat experimentalment l’efecte de les pràctiques agrícoles (control de la flora arvense i la fertilització) sobre la diversitat vegetal de les vores dels conreus. L’anàlisi de la diversitat vegetal s’ha realitzat des del punt de vista de l’estructura i la composició de les comunitats vegetals. L’estructura s’ha estimat a partir de la riquesa d’espècies de la vegetació aèria establerta i del banc de llavors del sòl, la biomassa aèria i el nombre de llavors del sòl. La composició s’ha avaluat a partir de les similituds florístiques entre els inventaris i les característiques morfològiques (formes biològiques i de creixement) i funcionals (pol•linització i disseminació pel vent) de les plantes. Els nostres resultats evidencien que la distribució de la vegetació, pel que fa a la riquesa d’espècies, la seva abundància i composició, està fortament influenciada per la posició dins del camp. A més, la complexitat del paisatge també afecta les comunitats vegetals, tot i que la seva influència disminueix a mesura que ens endinsem en el cultiu. També hem constatat que la gestió afecta de forma notòria la diversitat vegetal dels agrosistemes estudiats, però la seva importància es complementària a la del paisatge. Aquests patrons els atribuïm al diferent impacte de las pràctiques agrícoles i del paisatge a cada una de les posicions. La gestió s’intensifica des del marge cap al centre dels cultius, dificultant la viabilitat de moltes espècies, mentre que la importància dels hàbitats adjacents com a font de diàspores disminueix a mesura en endinsar-nos cap a l’interior del camp. Pel que fa a l’efecte de las pràctiques agrícoles sobre las comunitats vegetals dels cultius, hem constatat que els herbicides exerceixen un paper fonamental en el control de la flora arvense i que l’origen de la sembradura es també un determinant principal de la riquesa i abundància d’aquestes comunitats. A més, quan els nivells d’infestació d’arvenses són baixos, ni la grada de pues flexibles ni la fertilització no tenen un efecte significatiu sobre la flora arvense. Finalment ressaltar el paper positiu, tot i que moderat, de les rotacions complexes sobre el banc de llavors, ja que redueixen la densitat de llavors del sòl, i per tant futurs problemes d’infestacions de males herbes, sense afectar la riquesa de espècies. Com a conclusions principals podem destacar la necessitat de minimitzar la intensificació agrícola, tant a escala de camp com de paisatge, per preservar la biodiversitat dels agrosistemes. Tot i així, cal tenir en compte la necessitat de gestionar més adequadament la flora arvense per evitar futures infestacions i els problemes que en deriven. En aquest sentit, cal millorar les tècniques de neteja de llavors quan es reutilitza la pròpia collita i potenciar la rotació de cultius.; Agricultural intensification, at field and landscape scales, has caused a decrease in weed richness and changes in species composition. This study assessed the effects of agricultural intensification at different scales (landscape and field) on plant diversity in Mediterranean dryland cereal fields, to propose management practices that help mitigating the loss of biodiversity in such agroecosystems. To this end, 29 organic and 29 conventional fields distributed along a gradient of landscape complexity were surveyed. We focused on plant assemblages at three contrasted field positions (centre, edge and boundary), analysing species richness, floristic similarities and the relative abundance of various functional attributes (different life forms, growth forms, wind-pollinated species and wind-dispersed species). Seedbank size and species richness at the edges and centres were also assessed. Moreover, we experimentally evaluated the effects of weed control practices and fertilisation on weed flora and on crops at crop edges. Our results show that plant distribution is strongly affected by field position. Moreover, plant communities also respond to landscape complexity and field management, although their importance in different positions changes: landscape effect decreases while entering in the field and management plays a complementary role. These patterns respond to the limited dispersal range of seeds from nearby areas and increasing management intensity from the boundary to the centre of the fields. With regards to the effects of specific management practices on weed flora, our results highlight that the main factor shaping weed communities are herbicides, and that seed origin also strongly affects weed richness and abundance, whereas under low weed levels fertilisation and weed harrowing have little effect on diversity. Moreover, complex rotations are a good tool for seedbank management, because they do not affect species richness while they reduce seed abundance. Our study indicates that if we want to preserve agricultural biodiversity it is equally important to prevent agricultural intensification at landscape and field scale. Besides, more accurate weed management is needed to avoid weed infestations, e.g. improving seed cleaning procedures and performing complex rotations.

Invasió de pastures de muntanya per bàlec (Cytisus balansae ssp europaeus): patrons espacials i efectes sobre el segrest de carboni.

Fri, 11 Nov 2011 08:12:03 GMT

Invasió de pastures de muntanya per bàlec (Cytisus balansae ssp europaeus): patrons espacials i efectes sobre el segrest de carboni. Montané Caminal, Francesc La invasió de pastures per arbustos és un fenomen global. Als Pirineus, el bàlec (Cytisus balansae ssp europaeus) és un dels arbustos que més freqüentment envaeix pastures de muntanya. La presència de bàlec comporta alguns efectes negatius, com poden ser la reducció de la productivitat de pastures, homogeneïtat d’hàbitats, pèrdua d’hàbitat per a algunes espècies animals amb interès de conservació o increment del risc d’incendis. Degut als efectes negatius, la invasió de pastures per bàlec s’ha gestionat freqüentment amb foc prescrit o desbrossament mecànic, juntament amb pasturatge per reduir la capacitat de colonització de les pastures per bàlec. Tot i que es creu que la disminució de l’activitat agrària ha afavorit la invasió de pastures per bàlec, les causes d’aquesta invasió són incertes i podrien ser degudes a la combinació de múltiples factors que interaccionen i que per tant, són difícils de considerar de forma aïllada. A escala regional, el canvi climàtic podria contribuir a la invasió de pastures per bàlec. A escala local, les pertorbacions (com el pasturatge i el foc) podrien ser claus per entendre la dinàmica de la vegetació en aquests sistemes. A la mateixa escala, també les interaccions entre plantes (competència i facilitació) podrien determinar la dinàmica de la vegetació en les pastures. A la tesi, s’intenten analitzar les causes de la invasió de pastures per bàlec a escala local, considerant les pertorbacions amb foc, el pasturatge i les interaccions entre plantes en diferents comunitats de pastures com a determinants de la invasibilitat d’aquestes. Entre els efectes de la invasió de pastures per arbustos, s’ha observat una reducció en la capacitat de segrest de carboni dels sòls que podria contribuir de forma decisiva al canvi climàtic, tenint en compte la gran superfície de pastures del planeta que estan sent envaïdes per arbustos. A la tesis s’intenten detectar els efectes de la invasió de pastures per bàlec sobre el segrest de carboni, així com detectar els principals mecanismes que explicarien aquests canvis. Sobre les causes de la invasió de pastures per bàlec es conclou que els processos a petita escala com la competència i la facilitació poden ser claus per entendre la dinàmica de la invasió de pastures per arbustos. Pastures amb diferent palatabilitat van mostrar diferent invasibilitat. Així, el bàlec apareixia amb més freqüència en pastures amb espècies palatables, i en menor freqüència en pastures no palatables, malgrat que en aquestes últimes podria existir una menor mortalitat dels arbusts juvenils degut a una menor pressió de pasturatge. Diferents pertorbacions amb foc també van demostrar tenir efectes diferents sobre la cobertura de bàlec després de la pertorbació, amb els focs prescrits repetits mostrant un efecte similar al dels incendis. Sobre els efectes de la invasió de pastures per arbustos sobre el segrest de carboni, es va observar que no disminuïa el contingut de carboni del sòl. Fins i tot, en els primers centímetres de sòl existia un lleuger increment del carboni sota els arbustos, respecte del carboni sota les pastures. La baixa qualitat de la fullaraca dels arbustos s’apunta com la causa de l’augment de carboni en els primers centímetres de sòl sota els arbustos. Un increment de temperatura com a conseqüència del canvi climàtic podria causar una pèrdua de carboni del sòl tant en les pastures com en els arbustos. Tot i així, la fracció més recalcitrant del carboni dels sòls sota bàlec semblava ser més sensible a increments de temperatura que la fracció de carboni total.; Land use changes are one of the main components of the global change and they have important effects on ecosystems. Woody plant encroachment into grasslands is a worldwide phenomenon. In the Pyrenees, the most abundant shrubs encroaching into mountain grasslands are a legume shrub (Cytisus balansae ssp europaeus) and a conifer shrub (Juniperus communis ssp alpina). This thesis focuses on the understanding of the causes and consequences of shrub encroachment into mountain grasslands in the Pyrenees. The main objectives of the thesis are: (i) understanding the role of different grassland communities and different fire disturbances on grassland invasibility by shrubs, and thus on shrub proliferation dynamics; (ii) understanding how shrub encroachment into grasslands affects carbon (C) sequestration, in order to know if shrub encroachment may contribute to increase global warming. Our results show that fine-scale spatial heterogeneity in grasslands is crucial to understand shrub encroachment into grasslands. Shrubs established more often close to palatable grasses, but the associational resistance mechanism may contribute to decrease shrub mortality rates close to unpalatable grasses. The effects of repeated prescribed burning were similar to those of wildfire on reducing shrub cover and shrub patch size. Contrary to previous works, our results show that shrub encroachment into mesic grasslands increased sequestered C between 4 and 5 kg m-2 with respect to grasslands, mainly due aboveground and belowground biomass and litter. In addition, shrub encroachment increased soil organic C in the top 15 cm of soil with an accretion rate of 28-42 g C m-2 year-1. Shrub encroachment caused changes in the quantity and quality of organic matter and microclimate, although changes in aboveground quality may be the main mechanism to increase soil organic C after shrub encroachment. Increases in temperature, as a consequence of climate change, may reduce C stored in soils both under grasslands and shrublands. However, plant functional type (legume vs. conifer shrub) may have a different effect on C sequestration, and soil C under legume shrubs may be more vulnerable to climate change than soil C under conifer shrubs or grasslands.

La flora arvense dels conreus cerealístics de secà: efectes de la intensificació agrícola - Weed diversity of dryland cereal fields: effects of agricultural intensification.

Tue, 12 Jul 2011 08:04:59 GMT

La flora arvense dels conreus cerealístics de secà: efectes de la intensificació agrícola - Weed diversity of dryland cereal fields: effects of agricultural intensification. Armengot Martínez, Laura La intensificació agrícola que s'ha produït al llarg de les darreres dècades ha fet possible un augment de la producció. Aquesta intensificació, però, ha ocasionat greus conseqüències pel medi, entre les que destaca, la pèrdua de biodiversitat. La pèrdua de diversitat d'espècies arvenses és un dels problemes més rellevants perquè tenen un paper clau en el funcionament dels sistemes agrícoles. La intensificació agrícola s’ha produït a diferents escales espacials. A escala de paisatge, l’agregació de parcel•les i la reducció dels hàbitats associats als conreus a causa de la concentració parcel•lària ha comportat una important simplificació del paisatge agrícola. A escala local, la intensificació agrícola s’ha posat de manifest amb el monocultiu, la llaurada intensiva, la fertilització química i l’aplicació d’herbicides. En aquesta tesi s'ha integrat aquests dos aspectes de la intensificació agrícola mitjançant diferents aproximacions, amb l’objectiu d’aprofundir en el coneixement dels seus efectes sobre la diversitat de la flora arvense dels conreus de cereals de secà. Amb aquesta finalitat, es van seleccionar 18 localitats de la Catalunya Central situades en un gradient de complexitat del paisatge i, en cadascuna d'elles, una finca cerealista amb gestió ecològica i una amb gestió convencional. Els resultats d’aquesta tesi doctoral mostren que la intensificació de les pràctiques agrícoles, avaluada per mitjà de (i) la comparació entre parcel•les amb gestió ecològica i convencional (Capítols 1, 3 i 4), (ii) diverses variables relacionades amb la gestió com ara les aportacions de nitrogen amb la fertilització (Capítols 2 i 3) i (iii) la seva integració en un índex d’intensificació agrícola (Capítol 2), afecta negativament la riquesa de la flora arvense. A més, la intensificació agrícola comporta la reducció de la riquesa de grups funcionals com les lleguminoses i la pèrdua d’espècies segetals poc freqüents i abundants (Capítol 1). La caracterització de les pràctiques agrícoles de cada una de les parcel•les estudiades ha permès constatar que la gestió ecològica és, en general, menys intensa que la gestió convencional (Capítol 2), però a més, ha permès conèixer que existeix una gran heterogeneïtat en la intensitat de la gestió en cada sistema. Això indica que no es pot associar sempre la gestió ecològica amb pràctiques agrícoles poc intenses, i la gestió convencional amb pràctiques agrícoles molt intenses. Els resultats també mostren que la riquesa d’espècies arvenses dels camps ecològics i convencionals no varia en relació a les característiques del paisatge que els envolta (Capítol 3). L’efecte de la complexitat del paisatge sobre la riquesa de la flora arvense és un tema de debat perquè s’han obtingut resultats contraposats. La majoria d’estudis que constaten un efecte positiu de la complexitat del paisatge sobre la riquesa d'espècies analitzen la flora arvense dels marges dels camps i/o de les vores (la part externa del camp adjacent al marge). Aquesta tesi constata que no es produeix aquest efecte als centres dels camps, bé per la limitada dispersió de les llavors o bé per la intensitat més gran de les pràctiques agrícoles als centres que als marges dels camps. Una de les conseqüències de la intensificació agrícola és l’increment de l’abundància d’algunes espècies arvenses, com ara el margall (Lolium rigidum) o la cugula (Avena sterilis). L’elevada dominància d’aquestes espècies fa que es puguin considerar espècies invasores dels conreus cerealístics. Els resultats d’aquesta tesi (Capítol 4) mostren que l’augment d’aquestes espècies invasores nadiues afecta negativament l’abundància i la riquesa d’espècies de la comunitat arvense resident, tal i com s’ha descrit per algunes espècies exòtiques.; Agricultural intensification over the past decades, at both the local (management intensification) and the landscape scale, is the main reason for the current biodiversity decline. The decline of arable weed diversity in agro-ecosystems is a matter of great concern because of its key role in supporting biodiversity at higher trophic levels. This thesis focus on the biotic and abiotic factors that may have an influence on arable weed species, in order to evaluate their effect and develop mechanisms to counteract the increasing loss of weed diversity. To fulfil these objectives, several experiments were performed in central Catalonia, in 18 localities placed along a gradient of landscape complexity. In each locality, an organic and a conventional cereal farm were selected. The results of this thesis show that intensification of management, evaluated by means of (i) the comparison of organic and conventional fields (Chapters 1, 3 and 4), (ii) several management variables (Chapters 2 and 3) and an index of land-use (Chapter 2), negatively affects weed flora. The characterization of farming practices (Chapter 2) indicates that land-use intensity is lower in organic fields but also that there is a gradient of land-use intensity between and within organic and conventional farms. These results suggest that it is an over-simplification to always equate organic farming with low intensive management. This thesis also demonstrates that landscape complexity does not influence weed flora within cereal fields (Chapter 3), although several authors have reported some effects on boundaries and crop edges. Finally, the results also highlight that native invaders, such as Lolium rigidum and Avena sterilis, could have negative effects on diversity of weed communities, as it has been previously proved for alien species (Chapter 4).

La colonització vegetal de les àrees erosionades de la conca de la Baells (Alt Llobregat)

Thu, 19 May 2011 08:54:19 GMT

La colonització vegetal de les àrees erosionades de la conca de la Baells (Alt Llobregat) Guàrdia i Rúbies, Roser El present treball se centra en l'estudi de la dinàmica de la vegetació en zones fortament erosionades, anomenades serrers o "badlands", a la Conca de la Baells (Berguedà). Són zones on la roca mare ha quedat al descobert i per les seves característiques s'erosiona de forma ràpida. A la Conca de la Baells s'han format àrees extenses de badlands sobre dos tipus de substrats: margues de l'Eocè i argiles de làcies Garumniana. Els objectius que ens hem plantejat es corresponen a 3 nivells successius d'aproximació. En primer lloc s'estudia el tipus de vegetació que colonitza aquestes àrees i la seva dinàmica en relació amb la dels processos erosius. També s'analitza quins són els mecanismes que determinen l'escassa colonització vegetal d'aquestes àrees. Finalment el treball aborda l'estudi de la biologia de poblacions d'una de les poques espècies pioneres en aquestes formacions: “Achnatherum calamogrostes”. Després d'una primera prospecció extensiva a tota la Conca de la Baells, la major part del treball s'ha centrat als badlands argilosos, que representen el cas més extrem. Les parcel.les d'estudi es localitzen a la zona del Carot (1200 m), propera a Vallcebre. El període d'estudi s'estén des de l'abril de 1989 fins al desembre de 1991. Com a característica general la vegetació dels terrers és dispersa i heterogènia. Els processos erosius que porten a la formació d'aquestes àrees degradades generen una successió regressiva des de les comunitats inicials que poblen els vessants, generalment prats de l' “Aphyllanthion” amb un estrat arbori irregular de pi roig (“Pinus sylvestris”), fins a la manca gairebé completa de vegetació. La topografia és un dels principals factors que determina la distribució de la vegetació als badlands. A la part superior dels vessants, on els processos erosius són relativament més recents, la composició florística de la vegetació és força similar a la dels prats circmndants. En la resta del vessant el recobriment vegetal és molt baix: les plantes que s'hi fan són o bé les més resistents de les dels prats o bé algunes de pioneres. Els tàlvegs, on es produeix una certa acumulació de sediments, són els indrets més vegetats i els que tenen una diversitat florística més alta. S'han caracteritzat els tàxons més freqüents als terrers i les dels prats circumdants en base a una sèrie d'atributs fenomorfològics. Posteriorment s'ha realitzat un anàlisi factorial de correspondències de la matriu inventaris/atributs que ens ha permès definir bàsicament dues estratègies per les espècies dels badlands envers a les dels prats. Per una banda hi trobem plantes tolerants a la duresa de les condicions ambientals extremes: llenyoses de creixement lent amb adaptacions diverses a evitar la pèrdua d'aigua, com per exemple “Genista scorpius”, “Lavandula angustlfolia”, “Thymelaea nivalis”, etc. Per altra banda trobem les plantes herbàcies que limiten el seu creixement al curt periode de temps en que les condicions els són mes favorables i després entren en repòs absolut; pertanyen a aquest grup per exemple “Campanula speciosa”, “Ptychotis saxifaga”,” Plantago serpentina”, etc. Pel que fa al segon dels nostres objectius, ens plantejàrem la qüantificació del banc de llavors del sòl a partir de la recollida de 105 mostres (amb una sonda cilíndrica de 5 cm de diàmetre i 10 cm de profunditat). Les mostres prèviament tamisades s'observaren sota lupa binocular (10-40 augments) per a la identificació i quantificació de les llavors. La densitat de llavors mitjana detectada fou de 1403,8 ± 250,5 llavors/m2. La composició especifica d'aquest banc la formen bàsicament les mateixes espècies que colonitzen aquests ambients, Es tracta d'un banc de llavors temporal. format per les granes que han estat dispersades durant l'estiu o la tardor, j que no podran germinar fins a la primavera següent. L'estudi de la germinació natural que es produeix als badlands s'ha dut a terme a partir del seguiment de les emergències en 90 quadrats de 25 cm de costat repartits en dues parcel.les veïnes. El màxim volum de germinacions produeix entre el maig i el juliol. Les variacions microambientals relacionades amb la topografia afecten significativament la densitat de plàntules que apareixen, posant de manifest que només s'expressa una part de la potencialitat regenerativa d'aquestes àrees. La mortalitat de les plàntules es produeix gradualment al llarg de l'any; els individus que sobreviuen es mantenen per força temps en fases juvenils. El seguiment fenològic de 14 de les espècies més abundants en aquestes àrees s'ha realitzat sobre 30 individus marcats de cada tàxon. L'hivern representa un període de repòs generalitzat per a totes les plantes estudiades. El creixement i la renovació foliar es donen sobretot a la primavera; una tercera part de les plantes poden presentar una segona fase de creixement a la tardor. L'estiu és quan la majoria d'espècies entren en el període reproductiu; la resta de tàxons són de floració vernal o primaveral. Com a conclusió d'aquesta segona part del treball, podríem dir que l’exigüitat del mantell vegetal als badlands no es pot atribuir només a un determinat procés (manca de llavors, incapacitat de germinació, mala vitalitat dels adults ...), sinó que aquesta seria més aviat una conseqüència de la combinació de tots ells. L'últim dels objectius d'aquest treball, l'estudi de la biologia de poblacions d'Achnatherum calamagrostis” comprèn dues parts. Per una banda, a partir d'un mostreig extensiu d'individus de diferents poblacions de l'espècie, s'han pogut caracteritzar les diferents fases del seu cicle de vida. Per altra banda s'ha realitzat un estudi demogràfic del creixement dels individus adults, a partir del seguiment de la producció i mortalitat de les tiges que els conformen. L'emergència de les plàntules d' “A. calamagrostis” es produeix cap al juny. Durant el primer any de vida es forma una única tija que passa l'hivern pràcticament inactiva i a la primavera següent esdevé una tija juvenil. La multiplicació vegetativa no s'inicia com a mínim fins a la tardor següent, i de vegades pot retardar-se més d'un any. El creixement dels individus adults es produeix radialment per l'addició iterativa de noves tiges, de manera que es forma el que s'ha anomenat tofa: aquestes poden arribar a tenir fins a 2 m de diàmetre. La multiplicació vegetativa es produeix per 2 tipus de rizomes: els extravaginals, que s'estenen horitzontalment i presenten entrenusos de pocs mil.límetres de llargada í els intravaginals, que es formen a l'axil.la de les fulles basals. Des de que s'inicia la multiplicació vegetativa les tiges esdevenen anuals, de manera que cap al novembre s'assequen completament i només queden a la planta els brots nous, que es desenvoluparan a la primavera següent. La densitat de tiges és variable segons la mida de les tofes. A mesura que augmenta el seu diàmetre es crea una heterogeneïtat espacial, a petita escala, considerable. La reproducció sexual només es produeix a les tofes amb una certa mida. La presència de plàntules d' “A. calamagrostis” als badlands és un fenomen rar, i molt localitzat a l'àrea perifèrica dels individus adults. La mortalitat en aquesta fase no és gaire alta, de manera que la majoria de plàntules assoleixen la fase de tija juvenil. S'ha estudiat el proces de germinació en condicions controlades al laboratori. S'ha constatat l'existència de dormició en les granes, la qual es trenca espontàniament després d'uns quatre mesos de la seva dispersió. Segons les condicions ambientals en el moment de maduració dels fruits s'indueix un segon tipus de dormició, el qual actua a traves de les cobertes del fruit. Experiències de sembra realitzades al camp han permès estimar les pèrdues mínimes que es produeixen entre la producció de llavors d'una planta adulta i la quantitat de plàntules que s'arriben a instal.lar. Aquest valor és molt alt, de manera que només un 9,2 % de les granes arriben a germinar. Aquest valor és variable segons el tipus de substrat, ja que segons les irregularitats de la superfície queden retingudes més fàcilment les llavors. Pel que fa al creixement modular dels individus adults, s'observa que la producció de noves tiges es dóna estacionalment amb un màxim a la tardor, just abans que s'assequin les tiges de l'any, i un altre a la primavera. L'efectiu de tiges reclutades en cada estació varia en funció de les precipitacions del moment. La mortalitat d'aquestes tiges es produeix principalment al novembre, independentment del moment de la seva emergèncla. La regulació de la població neta total de tiges que constitueixen una tofa es produeix a través del control dels naixements, no de les mortalitats. La taxa d'increment anual del nombre de tiges per tofa és només lleugerament superior a 1. L'aplicació dels models de projecció matricials confirma el creixement molt lent de les poblacions d' “A. calamagrostis”. Les primeres fases del cicle de vida són les més determinants en l'expansió de les poblacions. La multiplicació vegetativa serveix fonamentalment per al manteniment de les poblacions, ja que la colonització de l'espai per aquesta via és molt lenta. Petites variacions en les probabilitats d'establiment de les plàntules repercuteixen considerablement en la taxa de creixement de la població. Per altra banda també s'ha observat una certa variabilitat temporal en relació amb la quantitat de precipitacions i la seva distribució al llarg de l'any.; Vegetation dynamics and plant strategies in badlands of the Upper Llobregat Basin (Spain) were studied. The climate is Sub-Mediterranean: mean annual temperature is 9.2ºC and mean annual precipitation is 900 mm. In the area, badlands develop mainly in 2 substrata: Upper Cretaceous clays and Eocene marls. Topographic position and the related dynamics of the erosive processes were the most influential factors in vegetarian distribution. In the upper part of the slope, vegetarian was still fairly related to the initial pasture. Backslopes were the harshest environments and vegetation cover was lower than elsewhere. Downhill, thalwegs were the most favourable places, where a dense herbaceous layer may be observed. A transient seed bank had been detected in the badlands. Moreover, noticeable seedling emergence was found. Seed bank all seeding composition was closely related to current vegetation of the badlands. Erosive processes did not appear to affect directly seeding mortality as they died all around the year. Monthly phenological records of the most relevant species to the badlands were made during two years. All the species presented a winter-dormant habit growth initiation arised in April or May and peaked in June. Flowering occurred in summer, corresponding with maximum temperature period. Biology and population dynamics of “Achnatherum calamagrostis” (L.) Beauv. has been studied. This species is a tussock forming plant with annual tillers that emerge seasonally, mainly in October or in April. Flowering peaks In July and fruit dispersion occurs from August to October. Seeding establishment occurs mainly located near the adult plants. After one year, juvenile plants could start basal tillering and to become adult plants. Population growth rate of “Achnatherum calamagrostis” predicted by a matrix model was relatively low (1’1738). Sexual reproduction was a relevant process in population growth while vegetative multiplication had mainly a conservative function. Variability had been detected in relation to environmental factors. In fact, seeding recruitment was higher in gypsum rich clays, because its rough surface retains better the seeds against soil erosion. On the other hand, it had been obtained a higher growth rate for the period 1989-90 than this of the following period (1990-91). This variabilty may be related with annual precipitation and its distribution through the year.

Estudio sobre la flora, fitosociología, ecología y corología de los mixomicetes de España

Tue, 17 May 2011 10:04:44 GMT

Estudio sobre la flora, fitosociología, ecología y corología de los mixomicetes de España Gràcia, Enric Fue en mayo de 1972 cuando el Prof. X. Llimona nos mostró un plasmodio de mixomicete que cubría una mesa de madera, abandonada, en un camping de Cadaqués (Alt Empordà). Instados por dicho profesor establecimos un cultivo en cámara húmeda que llevó al plasmodio a la fructificación. El estudio del ciclo vital de dicho organismo, el entusiasmo del Dr. X. Llimona, el excelente libro de Martin y Alexopoulos (1969) y, posteriormente, la ayuda del Departamento de Botánica de la Facultad de Biología de la Universidad de Barcelona y de la especialista N. E. Nannenga-Bremekamp (Doorwerth) nos confirmaron en la decisión de estudiar los.mixomicetes. Durante el período 1974-1976 estudiamos los mixomicetes de Cataluña desde el punto de vista florístico, cuyos resultados fueron presentados como tesina bajo el nombre "Contribución a la flora de mixomicetes de Cataluña", para la obtención del grado de Licenciatura en febrero de 1977. Las conclusiones que se extraían de dicho trabajo entraban en conflicto con la idea original de que los mixomicetes son poco frecuentes en las localidades de clima xérico y de que la distribución geográfica de los mixomicetes es aleatoria. En la primavera de 1976, al plantear el presente trabajo, enfocamos la investigación hacia el estudio florístico de los mixomicetes y sus relaciones fitosociológicas. No pretendíamos realizar un trabajo sobre distribución geográfica sino sobre cómo se distribuyen los mixomicetes en las distintas comunidades vegetales. Por ello se amplió el área de estudio, siguiendo la región mediterránea, a zonas de clima subdesértico: Principado de Cataluña, País Valenciano, Islas Baleares y antiguo Reino de Murcia, que incluía las provincias de Murcia y Albacete. Los mixomicetes forman un grupo poco estudiado en España. En 1976 se habían citado para dicho territorio tan solo el 10% de las especies conocidas en el mundo. No existe monografía alguna sobre mixomicetes españoles, ni existían trabajos fitosociológicos sobre mixomicetes. El presente trabajo está estructurado en varios bloques: Análisis histórico de la bibliografía existente al empezar el estudio, síntesis de los conocimientos sobre la biología de los mixomicetes, análisis biogeoclimático del área de investigación, catálogo florístico, con descripción de las especies recolectadas, ecología, localidades en donde las hemos encontrado y claves para su identificación y, finalmente, análisis corológico, fitosociológico (relaciones con comunidades de plantas superiores) y ecológico, ampliado con referencias bibliográficas y datos personales que pudieran existir sobre cada especie en la Península Ibérica e islas Baleares, en el momento actual.

Estudi biosistemàtic del gènere "Dianthus" L. al NE de la Península Ibèrica

Wed, 20 Apr 2011 08:53:07 GMT

Estudi biosistemàtic del gènere "Dianthus" L. al NE de la Península Ibèrica Bernal i Cid, Mercè El objetivo de la memoria ha sido la revisión biosistemática de los taxones del genero “Dianthus L”. presentes en el NE de la Península Ibérica. Los 19 taxones reconocidos se estudian desde los puntos de vista morfológico, anatómico, fitodermológico, carpológico, palinológico y cariológico. El conjunto de resultados ha sido procesado mediante diversos análisis de taxonomía numérica. De acuerdo con los resultados obtenidos a partir de las diferentes metodologías utilizadas, proponemos el reconocimiento de 19 taxones (14 especies, 4 subespecies y 1 variedad) en el área geográfica estudiada. Para cada una de las entidades indicamos el nombre valido según el actual código internacional de nomenclatura botánica, los sinónimos homotípicos y heterotípicos (que, en conjunto, suponen mas de 300 nombres), la tipificación del taxón, la relación de la iconografía publicada, la descripción detallada, la ecología, la distribución geográfica en el territorio estudiado y la relación del material estudiado. Finalmente, incluimos también una clave de identificación de las diferentes unidades taxonómicas reconocidas.

Transferencia de metales de suelo a planta en áreas mineras: Ejemplos de los Andes peruanos y de la Cordillera Prelitoral Catalana

Tue, 12 Apr 2011 13:22:34 GMT

Transferencia de metales de suelo a planta en áreas mineras: Ejemplos de los Andes peruanos y de la Cordillera Prelitoral Catalana Durán Cuevas, Paola Las actividades mineras generan una elevada cantidad de residuos metálicos que contaminan el suelo ya sea química, física y/o biológicamente. Estos residuos pueden permanecer en el suelo por un largo plazo. Esta permanencia es especialmente grave en el caso de los compuestos inorgánicos como es el caso de los metales pesados, que no pueden ser degradados. Su persistencia, acumulación progresiva y/o su transferencia a las cadenas tróficas pone en riesgo a la salud humana, animal y la de los ecosistemas.
La flora espontánea desarrollada en suelos contaminados por metales pesados han desarrollado unos mecanismos de tolerancia basados en: i) la exclusión, donde los metales son acumulados en las raíces de las plantas o en su rizósfera, restringiendo su transporte a la parte aérea (Fitoestabilización) y ii) la acumulación en la parte aérea mediante la translocación de metales desde la raíz y su posterior compartimentación (Fitoextracción).
En el presente estudio se evalúa el potencial de la flora espontánea crecida en dos zonas mineras con diferencias contrastadas, tanto del punto de vista geográfico, climático, geológico y de flora. Las dos zonas estudiadas corresponden a: i) la mina polimetálica Carolina ubicada en Hualgayoc, Provincia de Cajamarca (Perú) y ii) la antigua explotación minera Les Masies, que yace abandonada desde los tiempos romanos, ubicada en Poblet, Provincia de Tarragona (España).
Fueron encontrados elevados contenidos de metales pesados en suelos superficiales de la mina Carolina. En plantas, altas concentraciones de Pb y Zn fueron acumuladas en la parte aérea de las especies Plantago orbignyana, Lepidium bipinnatifidum, Baccharis latifolia, Senecio sp y Sonchus oleraceus. Mientras que Bidens triplinervia acumuló elevados contenido de metales en las raíces.
En la mina Les Masies, el contenido de metales pesados superaron los valores background citados para la Provincia. En plantas, fueron encontradas concentraciones que superaron los valores normales como en el caso del Zn y Cu, en Polypodium vulgare, Ruscus aculeatus y Cistus salvifolius. Esta última especie acumuló elevados contenidos de Al en la parte aérea. Mientras que Dactylis glomerata, a pesar de que ha crecido en suelos con alto contenido de Cu, excluyó este metal impidiendo su entrada a la planta.
Los resultados obtenidos en este estudio nos permiten proponer a la especie Plantago orbignyana como hiperacumuladora de Pb y Zn, a las especies Lepidium bipinnatifidum, Baccharis latifolia, Senecio sp y Sonchus oleraceus como hiperacumuladoras de Pb, por tanto se sugieren para futuros estudios de fitoextracción. Mientras que Bidens triplinervia se propone para estudios de fitoestabilización, por su capacidad de excluir metales en la raíz.
Con respecto a las plantas procedentes de la mina Les Masies, se propone a Dactylis glomerata como exclusora de Cu y a Cistus salvifolius como hiperacumuladora de Al. El resto de las especies analizadas acumularon cantidades normales de metales pesados.
Estos resultados son pioneros en el contexto de la fitorremediación de suelos degradados como producto de explotaciones mineras tanto en el área mediterránea, como en el páramo andino de Latinoamérica y es muy importante citar a especies que desde tiempos ancestrales se han usado con fines medicinales como es el caso de Plantago orbignyana y Baccharis latifolia.; Heavy metals are currently of major environmental concern. At large concentrations, they are harmful to humans and animals and tend to bioaccumulate in the food chain. Metal mine tailings are usually composed of fine grains with a poor structure, and have small amounts of nutrients and large concentrations of several trace elements. These mine tailings became potential sources of pollution due to wind and water erosion. Efforts to restore a vegetation cover can benefit stabilization, pollution control, and improve aesthetical aspects.

The use of native plants for phytoremediation can be an useful option because these plants are better adapted to the environmental conditions of the region than plants introduced from other environments. Therefore, the search for native plants that are tolerant to heavy metals is of particular importance.

Plants growing in metalliferous soils can be grouped into the following three categories: a) excluders, in which metal concentrations in the shoots are maintained at a low level up to a critical value across a wide range of soil concentrations; b) accumulators, in which metals are concentrated in above-ground plant parts from low to great soil concentrations; and c) indicators, in which the internal concentration reflects external levels. Hyperaccumulator plants are able to accumulate about 100 to 1000 times the metal concentrations as compared to normal plants growing in soils with background metal concentrations and are also characterized by a shoot-to-root metal concentration ratio, whereas non-hyperaccumulator plants usually have greater metal concentrations in the roots than in the shoots.

We studied a top soil and spontaneous plants collected in Hualgayoc, which is a complex mining district in the Central Andes characterized by the influence of many superimposed geologic events and ore-forming processes and around to the old abandoned mine located in Poblet, Tarragona (Catalonia-Spain).

La flora al.lòctona de Catalunya. Catàleg raonat de les plantes vasculars exòtiques que creixen sense cultiu al NE de la Península Ibèrica

Tue, 12 Apr 2011 13:22:33 GMT

La flora al.lòctona de Catalunya. Catàleg raonat de les plantes vasculars exòtiques que creixen sense cultiu al NE de la Península Ibèrica Casasayas i Fornell, Teresa Després d'una aproximació fisiogràfica i climatològica de Catalunya i d'una explicació sobre la metodologia utilitzada, hi ha un capítol que inclou consideracions generals sobre la flora sinantròpica. En aquest capítol es fa una aproximació general sobre les espècies al.lòctones, s'expliquen els principals mitjans d'introducció, els ecosistemes on s'estableixen preferentment, les àrees de distribució originals, els criteris que es fan servir per a decidir si una espècie és autòctona o no, i un compendi sobre els diferents termes i tipus de classificacions existents sobre aquestes espècies.

La part més extensa d'aquesta tesi és el catàleg raonat que inclou 461 tàxons de plantes vasculars exòtiques, introduïdes de forma voluntària o accidental, i que creixen més o menys espontàniament a Catalunya. Aquest catàleg s'ha elaborat fent, per una banda, un buidat bibliogràfic i d'herbari exhaustius i, per l'altra, un treball de camp personal, recorrent tot Catalunya per tal de comprovar les dades dubtoses d'altres autors i per afegir-ne de noves. S'han tret totes les dades referents a flora al.lòctona catalana existents en flores, catàlegs i llistes florístiques regionals, comarcals o locals, publicades o inèdites, aparegudes principalment des de mitjan segle passat fins l'any 1986.

El catàleg està separat en pteridòfits i espermatòfits, i dins d'aquests dos grups les famílies, gèneres i espècies estan disposats de forma alfabètica. Per a cada espècie es dóna la següent informació, sempre que aquesta hagi estat al nostre abast: la sinonímia principal, el número cromosòmic, la seva àrea de distribució original, l'època d'introducció a Europa, a la Península Ibèrica o a Catalunya, el sistema d'introducció, grau de naturalització, categoria sinantròpica segons la classificació de Kornas (1978), ecologia, fenologia, distribució geogràfica a Catalunya, a la Península Ibèrica, a Europa o al món, etc.

Es presenta també la distrIbució geogràfica de 390 espècies en mapes que inclouen la quadrícula UTM de 10 Km de costat.

Després del catàleg hi ha el capítol de síntesi i conclusions on s'inclouen 6 Taules i 16 figures amb els diferents percentatges de les espècies al.lòctones catalanes segons el grau de naturalització, grau d'integració dins la vegetació, origen, tipus d'introducció i grau de naturalització, etc.

Les 461 espècies que inclou aquest catàleg estan distribuïdes en 99 famílies i 289 gèneres. Les famílies amb més espècies són "Asteraceae" (73) i "Poaceae" (40). Hi ha 50 famílies que sols inclouen una espècie. Els gèneres amb més espècies són "Amaranthus" (18), seguit de "Coryza", "Oenothera" i "Solanum" (8).

En el conjunt de la flora al.lòctona de Catalunya hi ha 316 espècies (64.54%) introduïdes de forma voluntària pel seu cultiu, mentre que la resta, 145 espècies (31.45%) procedeixen d'introduccions accidentals.

El nombre total d'espècies naturalitzades a Catalunya és de 169 (36%, 95 provinents d' introduccions accidentals i 74 d'introduccions voluntàries), 242 espècies (52.48%) sols apareixen en estat subspontani, 43 espècies (9.32%) són adventícies no naturalitzades i 7 espècies (2%) tenen un estatus dubtós.

La majoria d'espècies exòtiques introduïdes a Catalunya són orIginàries del continent americà (32.3%), a continuació vénen les procedents del SE d'Europa
i del SW d' Asia (22.9%), les espècies provinents dI Asia (excepte la part SW) col.laboren amb un 10.8%, les de Sud-àfrica amb un 6.2% i les d'Austràlia amb un 3%. Hi ha un 3.9% d'origen desconegut i un 20% procedents del C, W ó N d'Europa, W ó E de la regió mediterrània, dels tròpics, d'origen hortícola o bé d'espècies d'origen dubtós.

Comparant els percentatges de les espècies d'introducció voluntària i accidental es veu que hi ha una gran predominància de les espècies americanes provinents d'introduccions accidentals, mentre que quan es tracta d'introduccions voluntàries el principal contingent prové de l'àrea que abasta el SE d'Europa i el SW d'Àsia.

Es important resaltar la força amb què s'han introduït les espècies americanes en la flora catalana, perquè en un màxim de 400-500 anys proporcionen quasi el mateix percentatge d'espècies naturalitzades procedents d'introduccions voluntàries (31.08%) que en més de 2000 anys les espècies provinents d'Àsia SW i del SE d'Europa (35.13%), i un percentatge elevadíssim (63.15%) en les espècies naturalitzades procedents d'introduccions involuntàries, enfront del 11.5% d'espècies provinents del SE d'Europa i del SW d'Àsia. Aquest percentatge tan alt indica l'elevat grau de contactes comercials existents entre Amèrica i el Vell Món.

Després l'anàlisi del total de la flora al.lòctona catalana es veu que la majoria d'espècies s'estableixen en ecosistemes artificials, mentre que sols un percentatge molt baix (1.3%) aconsegueix establir-se en ecosistemes naturals.

L'origen i la composició de la flora al.lòctona catalana ha anat variant en les diferents èpoques com a resultat, sobretot, dels canvis de procedència en els intercanvis comercials. En l'actualitat els arqueòfits s'estan extingint, mentre que hi ha un augment molt considerable d'espècies exòtiques colonitzadores de recent introducció.

L'increment de les espècies al.lòctones presenta una correlació positiva amb la sinantropització i la intensitat de la influència de l'home. A Catalunya hi ha una clara disminució en la proporció d'espècies exòtiques des del litoral mediterrani cap a l'interior del país, i el mateix passa a mesura que augmenta l'altitud. La freqüència més alta es troba al voltant de les grans ciutats i en zones amb molt regadiu, mentre que a les regions on hi ha grans extensions de comunitats naturals -sobretot boscos- o bé en zones de conreus de secà, el percentatge és molt baix. Les comarques litorals i prelitorals són les més riques en espècies, mentre que les més pobres són les comarques pirinenques.

Aquest és el primer estudi global que s'ha fet a Catalunya (i a Espanya) sobre la flora al.lòctona. El nombre d'espècies exòtiques existents al país és difícil de precisar degut, per una banda, a problemes taxonòmics i, per l'altra, a que és una flora oberta, sempre hi ha espècies que s'introdueixen, d'altres que desapareixen, d'altres que cal reconsiderar el seu estatus, etc.

En conseqüència, aquesta tesi representa una base per tal de poder analitzar i estudiar millor la flora al.lòctona del NE peninsular.; This doctoral thesis is about the allochthonous flora of Catalonia (NE Spain) over a 40.000 square kilometre area. A chapter with a general approach on allochthonous species, main introduction types (deliberately -as ornamental or food plants-, or accidentally -as contaminants of crops, wool, etc.-), criteria to decide the status (alien or native) of a species, and a compendium of the different kind of classifications and of the several terms existing in this flora is given.

The biggest part of this thesis is the catalogue which includes 461 alien vascular taxa (2 Pteridophyta and 459 Spermatophyta). Families, genera and species are in alphabetical order. For each taxon the synonymy, chromosome number, original distribution, time of introduction to Europe, Catalonia..., is given.

The composition and distribution of Catalan exotic flora have been subjected to considerable change at different ages, mainly in consequence of commercial exchanges. New agricultural technologies such as the use of herbicides and the cleaning of seeds have resulted in the retreat of a large number of Arqueophyta and the increase of a series of recently introduced plants which are capable of succeeding in a wide range of environmental conditions. The majority of Arqueophyta are natives of the Middle-East and Central and Western Asia, whereas at present the more recently introduced species come mostly from the American continent.

Estudio de flavonoides en líneas de selección de "Dianthus caryophyilus" L.

Tue, 12 Apr 2011 13:22:30 GMT

Estudio de flavonoides en líneas de selección de "Dianthus caryophyilus" L. Vidal Mas, Mª Dolores En nuestro país el clavel es una de las plantas ornamentales de mayor interés en floricultura por su elevada producción, gracias a las condiciones climáticas tan favorables y por su gran aceptación en el mercado floral, no solo nacional sino también internacional, debido a sus características estéticas. Los hibridadores españoles, mediante laboriosos trabajos de cruce y selección, persiguen la obtención de variedades cada vez más adaptadas a nuestra zona y que reúnan las mejores características en cuanto a potencia, vigor y color. Sin embargo, existe un notable vacío en lo que se refiere a estudios de identificación de pigmentos flavonoides y determinación de factores que influyen en la manifestación del color, sobre todo en nuestras variedades mediterráneas (raza nizarda).

La presencia de determinados pigmentos flavonoides en las flores no es el único factor que determina la coloración que ellas manifiestan; existen otros aspectos como la concentración de pigmentos, formación de complejos con metales, efectos de copigmentación y pH del jugo celular, que provocan variaciones de color para un mismo contenido en pigmento, dando lugar a la aparición, en las diferentes especies vegetales, de colores distintos a los que los flavonoides por si solos deberían manifestar. Así se explica, por ejemplo, la existencia de flores azules en la naturaleza, cuando las antocianidmas que se conocen -delfinidina, cianidina y pelargonidina- dan solamente la gama de colores que va del malva al rosa.

Las múltiples combinaciones que se pueden producir in vivo con los flavonoides muestran la complejidad del estudio de los aspectos relacionados con la manifestación del color. Tal como hemos señalado antes, la falta de estudios centrados en este punto, junto a la importancia que dichos conocimientos tenían en el campo de la Genética, hicieron que decidiésemos iniciar su estudio con miras a la realización de un trabajo de tesis doctoral.

Este laboratorio estaba en relación con hibridadores de la comarca de "El Maresme" (Barcelona) que gentilmente ofrecieron las variedades obtenidas en dicha zona. De entre todas ellas, existen algunas que si bien no cumplen con todos los requisitos señalados para ser consideradas como variedades excelentes, presentan como característica esencial un color rojo intenso y un brillo especial en sus pétalos que las hace sumamente apreciadas sobre otras variedades de mayor calidad.

Por ese motivo, el objeto de esta Tesis se centrró en el estudio de esta característica "color y brillo especial de los pétalos" de dichas variedades y compararlo con el de otras variedades, como el rojo Scania mutante de la variedad Sin de raza americana, para poder determinar las causas que provocan las diferencias de brillo y tonalidad que presentan unas y otras.

Para ello se llevaron a cabo las siguientes pruebas:

a) - análisis cualitativo, mediante extracción e identificación de los principales pigmentos flavonoides que colorean los pétalos.

b) - análisis cuantitativo de dichos pigmentos.

c) - análisis electroforético de los mismos para evidenciar posibles fenómenos de copigmentación.

d) - estudio de la influencia de ciertos factores ambientales, como la temperatura, en la producción de los pigmentos.

e) - y finalmente, estudio micromorfológico de la superficie de los pétalos por microscopía ordinaria e iluminación episcópica y con microscopio electrónico "scanning", para determinar la influencia del microrelieve cuticular en la manifestación del brillo en el pétalo.

Como al factor "color" se le exige, además de nitidez y brillantez, que no esté sujeto a cambios o decoloraciones, tan to antes como después de cortar y conservar en agua la flor, se tuvo también presente en el trabajo este nuevo aspecto del color, no menos importante

Gracias a estos trabajos se obtenía un conocimiento profundo de los aspectos relacionados con la manifestación del color en los pétalos de "Dianthus". De esta forma, se podrían realizar posteriores trabajos de cruce, mejora y selección, encaminados a la determinación del mecanismo de la transmisión del color entre variedades elegidas previamente bajo los criterios de nuestra investigación, con lo cual se llegarían a obtener variedades de colores nuevos más en la línea de la moda y gusto actual.

Los resultados obtenidos y la discusión del trabajo pondrán de relieve la complejidad de todos estos aspectos

Influència dels factors ambientals sobre la fisiologia i l'anatomia de "Gardenia jasminoides" en la propagació "in vitro" i l'aclimatització posterior

Tue, 12 Apr 2011 13:22:29 GMT

Influència dels factors ambientals sobre la fisiologia i l'anatomia de "Gardenia jasminoides" en la propagació "in vitro" i l'aclimatització posterior Serret Molins, M. Dolors Aquest treball s'inicià l'any 1993 al laboratori de cultiu in vitro de la Unitat de Fisiologia Vegetal de la Facultat de Biologia de la Universitat de Barcelona, i suposà la integració de dues línies ja existents en aquesta Unitat: el cultiu in vitro de material vegetal i l'ecofisiologia fotosintètica.

L'objectiu general d'aquest treball ha estat analitzar, pel cas de gardènia, la incidència de diferents paràmetres ambientals sobre el creixement, fisiologia i anatomia de les plantetes in vitro. A més, veure si les condicions que normalment s'utilitzen en el cultiu in vitro són les adequades per al creixement de les plantetes, fent èmfasi en els punts següents:

1. Avaluar l'efecte de la quantitat de sacarosa del medi de cultiu, de la llum i de la concentració de C02 dins el pot de cultiu en l'afavoriment de la fotoautotròfia de les plantetes cultivades in vitro, sobretot en les primeres fases del cultiu (estadi II i estadi III b) i en la seva aclimatació posterior (estadi IV).

2. Desenvolupar una metodologia originalment emprada en condicions naturals i basada en la composició en isòtops estables de carboni per una avaluació ràpida i senzilla de l'efecte de diferents condicions ambientals sobre el grau de fotoautotròfia de les gardènies durant la micropropagació.

3. Estudiar l'efecte de les condicions de cultiu i estadi de micropropagació en les pautes de fotoinhibició duranmt la micropropagació i posterior aclimatació ex vitro.

4. Comprovar si una tècnica d'avaluació ràpida com ara fluorescència de la clorofil·la, molt utilitzada en estudis de planta i ambient ex vitro, pot utilitzar-se per indicar l'estat fisiològic de l'aparell fotosintètic de les plantes micropropagades durant els diversos estadis del cultiu i l'aclimatació posterior.

5. Estudiar els canvis de l'anatomia i de la ultraestructura fol·liar i del contingut en pigments fotosintètics associats a les variacions de les condicions del cultiu i als estadis de desenvolupament, i comparar com es relacionen amb determinades característiques fisiològiques, com ara les taxes de fotosíntesi i de la respiració a les fosques.

Aquesta tesi es va dur a terme bàsicament en dues etapes, que a partir d'ara es descriuran com a experiment I i experiment II. S'ha estructurat en cinc apartats de resultats (els dos primers corresponen a l'experiment I i els altres tres, a l'experiment D). Són apartats independents, però relacionats entre si, i que consten d'una introducció, dels resultats i de la discussió. L'apartat corresponent al material i a la metodologia és comú a tots els resultats. Els apartats de resultats que conformen aquesta tesi estan basats en els diferents articles publicats (3), en premsa (1) i acceptat (1), enviats per la doctoranda i coautors. Això pot fer que, de vegades, certs conceptes que es desenvolupen a l'introducció general es repeteixin en alguna de les introduccions específiques de cada apartat.

Mapatge de gens candidats implicats en la qualitat del fruit al presseguer

Tue, 12 Apr 2011 13:22:28 GMT

Mapatge de gens candidats implicats en la qualitat del fruit al presseguer Illa Berenguer, Eudald En els darrers anys, la important reconversió varietal ha permès una millor qualitat, més adaptada tan a les exigències de la producció com de la distribució i del consumidor. La primera generació de milloradors van posar tot el seu èmfasi en millorar les característiques comercials de la fruita com el color, la fermesa i el sabor. Tanmateix el mercat actual exigeix altres atributs de tipus organolèptic i nutricional, addicionals als anteriors. Entendre la base genètica que controla cadascun dels caràcters determinarà la nostra capacitat per obtenir uns fruits més atractius i sans per al consumidor.
A la població 'Texas' × 'Earlygold' (T×E) s'han mapat 206 gens candidats (GCs) relacionats amb l'expressió dels caràcters de qualitat de la fruita (creixement i maduració del fruit, textura, color, contingut de sucres i àcids orgànics i aroma) i 18 gens al·lergògens de presseguer i/o ametller responsables de l'aparició de reaccions al·lèrgiques. La comparació entre la posició dels GCs mapats i la dels QTLs detectats ha permès trobar algunes co-localitzacions.
Addicionalment, l'anàlisi comparativa entre la seqüència dels marcadors mapats a Prunus amb el mapa de la maduixa diploide i la seqüència completa de la pomera mostra elements comuns. La presència de blocs sintènics facilitarà la transferència del coneixement genètic entre les tres espècies i, a la vegada, permetrà proposar un hipotètic genoma ancestral per la família Rosaceae.; Fruit quality is a very important trait in breeding programs of rosaceous crops. In addition to attributes such as appearance, flavour, scent and texture, breeders focus more and more on crucial aspects like nutritional quality and the absence or significant reductions of allergenic compounds for fruit health and safety. Understanding the genetic basis that controls each character determines our ability to obtain more attractive and healthy fruit to consumers.
In the present study 206 candidate genes (CGs) associated with the expression of the characteristics of fruit quality (growth and fruit ripening, texture, colour, sugar content and organic acids and aroma) and 18 genes peach and / or almond allergens responsible for allergic reactions have been mapped in the Prunus reference map. The comparison between the position of the CGs and the QTLs previously detected allow us to find some co-localizations.
Additionally, the comparative analysis between the sequences of molecular markers that are anchored into the Prunus and Fragaria reference maps and the Malus genome sequence shows common features. The presence of syntenic blocks facilitates the transference of genetic information between the three species and, in turn, would propose a hypothetical ancestral genome for Rosaceae family. ; RESUMEN
En los últimos años, la importante reconversión varietal ha permitido una mejor calidad, más adaptada tanto a las exigencias de la producción como de la distribución y del consumidor. La primera generación de mejoradores puso todo su énfasis en mejorar las características comerciales de la fruta como el color, la firmeza y el sabor. Sin embargo el mercado actual exige otros atributos de tipo organoléptico y nutricional, adicionales a los anteriores. Entender la base genética que controla cada uno de los caracteres determinará nuestra capacidad para obtener unos frutos más atractivos y sanos para el consumidor.
En la población 'Texas' × 'Earlygold' (T×E) se han mapeado 206 genes candidatos (GCs) relacionados con la expresión de los caracteres de calidad de la fruta (crecimiento y maduración del fruto, textura, color, contenido de azúcares y ácidos orgánicos y aroma) y 18 genes alérgenos de melocotonero y/o almendro responsables de la aparición de reacciones alérgicas. La comparación entre la posición de los GCs mapeados y la de los QTLs detectados ha permitido encontrar algunas co-localizaciones.
Adicionalmente, el análisis comparativo entre la secuencia de los marcadores mapeados a Prunus con el mapa de la fresa diploide y la secuencia completa del manzano muestra elementos comunes. La presencia de bloques sinténicos facilitará la transferencia del conocimiento genético entre las tres especies y, a la vez, permitirá proponer un hipotético genoma ancestral para la familia Rosaceae.

Efectes de l'increment de la radiació UV-B i de l'estrés hídric sobre l'activitat fotosintètica de "Pisum sativum" i "Hordeum vulgare": aplicacions de la fluorescència clorofil.lica modulada

Tue, 12 Apr 2011 13:22:27 GMT

Efectes de l'increment de la radiació UV-B i de l'estrés hídric sobre l'activitat fotosintètica de "Pisum sativum" i "Hordeum vulgare": aplicacions de la fluorescència clorofil.lica modulada Nogués Mestres, Salvador A) INTRODUCCIÓ:

En els darrers anys ha augmentat l'interès per conèixer quina és la resposta de les plantes quan les condicions ambientals no són favorables pel seu creixement. Les tècniques que no malmeten les plantes tenen molta importància en la detecció dels efectes dels estresaos ambientals sobre l'activitat fotosintètica de les fulles. Una de les tècniques per avaluar el funcionament fotoquímic de les fulles és la mesura de la fluorescència clorofil.lica (Kautsky i Hirsch, 1931; Schreiber i Bilger, 1987; Lichtenthaler, 1988). Quan les fulles són exposades a condicions poc favorables s'observa una inhibició d'alguns dels processos fotoquímics de les corbes de la florescència clorofil.lica, de manera que aquest fet podria servir com un ràpid i senzill indicador del grau d'estrès que presenten les plantes (Smillie i Hetherington, 1983; Renger i Schreiber, 1986; Lichtenthaler i Rinderle, 1988). Aquest indicador de l'estrès ha estat utilitzat en la quantificació de la resposta de diferents espècies (per exemple, cereals) devant l'estrès hídric i permeten classsificar-les segons el seu relatiu grau de tolerància a l'estrès (Havaux i Lannoye, 1985).

L'efecte de l'estrès hídric sobre la fotosíntesi de les fulles és un procés documentat i sobre el que existeixen articles de revisió (Bradford i Hsiao, 1982; Jones, 1983; Blum, 1989; Farquhar et al., 1989; Lawlor, 1995). Els primers experiments que es van realitzar indicaven que la disminució de la taxa de bescanvi gasós era principalment el resultat d'un procés de tancament estomàtíc. Però, més tard, es va demostrar els efectes no estomàtics de l'estrés hídric sobre els processos fotoquímics (Sharkey i Seemann, 1989).

Des de la darrera dècada hí ha hagut una forta disminució en la concentració de la capa d'ozó de l'estratosfera de la zona Antàrtica. Aquesta disminució, originada per l'increment de contaminats atmosfèrics, particularment dels compostos anomenats clorofluorocarbons (CFC), està resultant en un augment en la quantitat de radiació ultraviolada que està arribant a la superfície terrestre (Farman et al., 1985; Rowland, 1989; Fredenck, 1990). Aquest augment de la radiació ultraviolada, que comprén, en primer lloc, la regió UV-B de l'espectre i, després, la UV-C, pot afectar a tots els éssers vius de la terra (Coohill, 1991). Aquesta reducció en la capa d'ozó s'espera que continui uns 20 o 30 anys més (Madronich et al., 1994) i, per tant, s'arribi a reduccions, respecte als valors actuals, d'un 15% (NAS, 1979). En l'hemisferi Nord la disminució en la capa d'ozó ha estat d'entre un 4-5 % per dècada, des del començament dels anys 80 (Stolarski et al., 1992; Herrnan et al., 1993). Les conseqüències exactes d'aquesta disminució en la capa d'ozó en la capacitat fotosintètica de les plantes són desconegudes. Aquest estudi estima els efectes de l'increment de la radiació UV-B en plantes de pèsol crescudes sota condicions ambientals controlades i en el camp.

L'objectiu general d'aquesta Tesi ès demostrar la validesa de la tècnica de la fluorescència clorofil.lica modulada per a l'estudi dels efectes de dos estressos ambientals, com són el dèficit hídric i l'increment de radiació UV-B, sobre l'activitat fotosintètica de les fulles.

B) RESULTATS I DISCUSSIÓ:

La tècnica de la fluorescència clorofil.lica modulada, junt amb la determinació de la taxa de fotosíntesi neta i el potencial hídric de les fulles, han estat utilitzats com a mètodes per classificar vint genotips diferents d'ordi ("Hordeum vulgare" L.) segons el seu grau de tolerància a la sequera. Es conclou que en conjunt aquests mètodes poden ser utilitzats com a tests ràpids per classificar plantes d'ordi segons el seu grau de tolerància a l'estrès hídric, peró en el cas d'un estrès hídric moderat no es pot afinnar que una sola de la metodologia aplicada sigui indicadora del grau de tolerància al dèficit hídric i, per tant, és fa necessari utilitzar més d'una d'aquestes metodologies simultàniament. Aquests mètodes, si s'apliquen separadament, són millors indicadors per plantes sotmeses a estressos hídrics severs.

Els estudis de tolerància a la sequera es van continuar amb les varietats que prèviament havien estat seleccionades com més tolerants i més sensibles a la sequera. Així, els genotips més tolerants a la sequera van presentar menys variacions en el "quenching" fotoquímic de la fluorescència modulada, en la fotosíntesi neta, en l'eficiència en l'utilització de l'aigua i en la temperatura foliar, que els genotips mes sensibles a la sequera.

Per altra banda, quan plantes de pèsol ("Pisum sativum" L.) van estar exposades a dos nivells de radiació UV-B, amb o sense radiació UV-C, sota condicions ambientals controlades, s'observa una disminució en l'assimilació de CO2 que no va ser acompanyada per una disminució en la eficiència màxima per la llum del foto sistema II (PSII), mesurada utilitzant la tècnica de la fluorescència clorofíl.lica modulada de les fulles. Si augmenten l'exposició a la radiació UV-B, s'observa un augment de la disminució de l'assimilació de CO2 i una disminución en l'eficiència màxima del PSII, acompanyada d'una pèrdua en la capacitat dels til.lacoidals dels cloroplasts per unir-se a molècules d'atrazina. Això demostra que hi ha hagut danyen els centres reactius del PSII. Malgrat que la radiació UV-B perjudica els centres de reacció del PSlI, es conclou en aquest estudi que el PSII no és el primer lloc responsable de la inhibició de la fotosintesi que s'observa en les fulles de pèsol per efecte de la radiació UV-B, ja que l'inicial disminució en l'assimilació de C02 que s'observa en les fulles sotmeses a radiació UV-B no està acompanyat per una disminució en la màxima eficiència quàntica del PSll o en l'habilitat dels complexos dels PSII en unir-se a molècules d'atrazina. Per tant, altres factors que no sigui el dany als centres del PSII han d'estar implicats en la disminució de l'assimilació de C02 durant els primers estadis d'irradiació amb UV-B. Es suggereix que l'enzim rubisco és un dels candidats més probables, en un primer estadi, com a responsable de la disminució de l'aparell fotosintètic durant radiació amb UV-B.

A més a més, en el tractament a alta radiació UV-B, quan la taxa d'assimilació de CO2 cau per sota de 6 micromol m(-2) s(-1), en l'antena del PSII té lloc un "quenchíng" reversible, el qual es probablement degut a un "quenching" de la zeaxantina induït per la llum i resulta en una disminució en l'eficiència quàntica del PSII. Segurament, aquest "quenchíng" és resultat indirecte de l'efecte inhibidor de la radiació UV-B sobre l'assimilació de CO2. Quan als tractaments amb radiació UV-B els hí afegim la radiació UV-C s'observa un fort augment de la inhibició de la taxa fotosintètica, però, la relació entre l'assimilació de C02 i les característiques del PSII continua essent la mateixa, indicant que les radiacions UV-B i UV-C inhibeixen la fotosíntesi foliar per un mecanisme similar.

Per últim, quan es van cultivar plantes de pèsol en condicions de camp i es van sotmetre a un increment de radiació UV-B, equivalent a un 15% d'augment de la radiació UV-B actual, no es van observar diferències significatives ni en les característiques de la fluorescència clorofil.lica ni en les taxes d'assimilació de CO2 entre plantes control (no irradiades) i irradiades amb UV-B. Aquest estudi suggereix que les reduccions en els paràmetres del creixement de plantes exposades a un increment de radiació UV-B es pot deure més a un efecte de la radiación UV-B sobre el creixement de les plantes que a un efecte sobre la capacitat fotosintètica d'aquestes.

Es conclou en aquesta Tesi que la fluorescència clorofil.lica modulada és una ràpida i no destructiva tècnica per la detecció de com els estressos ambientals afecten l'activitat fotosintètica de les fulles. Concretament, aquesta tècnica es útil com a rapid mètode per classificar plantes sotmeses a diferents tipus d'estressos.; In this work, modulated chlorophyll fluorescence, as well as the determination of net photosynthesis (PN) and leaf water potential, were used to assess the performance of these methods in screening of the water stress, tolerance in barley genotypes. A set of twenty genotypes of barley were tested. It's concluded from this study that these methods can be used as rapid screening tests for water stress tolerance in barley, although applied alone they are appropriate indicators for severe water stress rather than mild water stress. For genotypes growing under mild water stress conditions, it is necessary to use several screening tests simultaneously.

When mature pea leaves were exposed to two levels of UV-B radiation, with and without supplementary UV-C radiation, under controlled environment conditions, decreases in CO2 assimilation were observed that were not accompanied by decreases in the maximum quantum efficiency of photosystem II primary photochemistry, measured using modulated chlorophyll fluorescence techniques. Increased exposure to UV-B resulted in a further loss of CO2 assimilation and decreases in the maximum quantum efficiency of PSll primary photochemistry, which were accompanied by a loss of the capacity of thylakoids isolated from the leaves to bind atrazine, thus demonstrating that photodamage to PSll reaction centres had occurred. Although UV-B irradiation of pea leaves will result in photodamage to PSll reaction centres, it is concluded that PSlI is not the primary target site involved in the onset of the inhibition of photosynthesis in pea leaves induced by irradiation with UY-B. The initial decreases in the ability of leaves to assimilate CO2 on exposure to UV-B are not accompanied by any decreases in the maximum quantum yield of PSlI primary photochernistry or the ability of PSlI complexes to bind quinones. Consequently, factors other than damage to the PSlI reaction centre must determine the loss of ability to assimilate CO2 during the early stages of irradiation with UV-B. It's suggested that rubisco remains as the major potential candidate for the primary site of inhibition by UV-B radiation of the photosynthetic apparatus.

Enhanced UV-B treatment had no significant effect on chlorophyll fluorescence characteristics and CO2 assimilation rate of pea plants grown under field conditions. These results suggest that reduction in growth parameters of plants exposed to an enhanced UV-B radiation may be due to direct effects of UV-B on plant growth rather than a decrease in photosynthetic capacity.

Funció del peròxid d'hidrogen en l'aclimatació de "Cistus albidus" L. al dèficit hídric en condicions de camp. Relació estrès hídric-estrès oxidatiu

Tue, 12 Apr 2011 13:22:27 GMT

Funció del peròxid d'hidrogen en l'aclimatació de "Cistus albidus" L. al dèficit hídric en condicions de camp. Relació estrès hídric-estrès oxidatiu Jubany Marí, Tana L'objectiu principal d'aquesta tesi fou aprofundir en el coneixement de la relació estrès hídric-estrès oxidatiu.
L'estrès oxidatiu és una de les moltes respostes de les plantes al dèficit hídric. Mentre que l'estrès oxidatiu és la conseqüència d'un desequilibri entre les espècies actives de l'oxigen i les espècies antioxidants a favor de les primeres; el dèficit hídric es dóna quan l'absorció d'aigua per les arrels és menor que la pèrdua d'aigua deguda a la transpiració per les fulles.
Entre les espècies actives de l'oxigen, el peròxid d'hidrogen està involucrat en: inducció de l'estrès oxidatiu; alleujament de cadenes de transport d'electrons sobrecarregades; mort cel·lular programada; enduriment de parets cel·lulars; formació de xilema i senyalització intra- i inter- cel·lular en les respostes de les plantes a molt tipus d'estrès.
Per una altra banda existeix el que s'anomena regulació redox, que inclou l'equilibri entre les espècies actives de l'oxigen i les espècies antioxidants, així com l'equilibri entrte les diferents parelles redox, com són les formades per ascorbat/dehidroascorbat, NAD(P)H/NAD(P)+ i glutatió/diglutatió, entre d'altres. L'equilibri entre aquestes parelles redox influeix sobre la formació i la destrucció de ponts disulfur de gran nombre d'enzims, que al seu torn indueix canvis conformacionals i en regula l'activitat, de manera que la regulació redox és clau en el metaboisme cel·lular vegetal.
En primer lloc es va incidir en conèixer en la funció del peròxid d'hidrogen en l'aclimatació al dèficit hídric d'una espècie arbustiva mediterrània resistent a la sequera
Amb aquest objectiu es va estudiar la funció del peròxid d'hidrogen en l'aclimatació al dèficit hídric de Cistus albidus L. en condicions de camp. C. albidus es pot fer servir com a model de planta mediterrània resistent a la sequera, doncs és una planta arbustiva escleròfila, semi-decídua amb una resposta molt característica i fàcil de caracteritzar. Resisteix continguts hídric molt baixos a les seves fulles durant períodes de temps llargs i no presenta exigència davant el tipus de sòl en el que creix.
Els resultats obtinguts mostren que el peròxid d'hidrogen va augmentar en resposta al dèficit hídric i que contribueix a l'aclimatació de C. albidus a la sequera d'estiu. En primer lloc, es va comprovar que el peròxid d'hidrogen no provoca estrès oxidatiu, ans al contrari, doncs simultàniament va augmentar la concentració d'ascorbat i va disminuir la de MDA (marcador de peroxidació lipídica). Altres estudis complemetaris demostren que l'augment de peròxid d'hidrogen està involucrat en la formació d'esclerènquima (mort cel·lular programada i engruiximent de la paret); formació d'àcid ascòrbic via àcid abscísic; formació de xilema; i fins i tot podria estar involucrat en la síntesi de metil-jasmonat.
En segon lloc, com a mesura directa de la relació estrès hídric estrès oxidatiu es van estudiar els canvis en l'estat redox del citoplasma de les cèl·lules foliars de plantes d'Arabidopsis thaliana transformades amb proteïnes c-roGFP1. Aquestes plantes expressen proteïnes amb fluorescència verda (Green Fluorescent Protein) que són sensibles a l'estat redox del citoplasma on s'expressen, en aquest cas el citoplasma. Els resultats obtinguts mostren que el dèficit hídric gradual incrementa l'estat redox del citoplasma, tot i que aquest canvi no és el primer que experimenten les plantes, doncs el primer paràmetre on es va observar el canvi fou a l'àrea foliar de les plantes estudiades.; The aim of this thesis was deepening into the knowledge of the relationship water stress-oxidative stress.
Oxidative stress is one of the many responses of plants to water deficit. Whereas oxidative stress is the consequence of an imbalance between active oxygen species and antioxidant species, favouring the first; water deficit is produced when there is less absorption of water from the roots than the loss of water from the leaves (transpiration).
Among active oxygen species, hydrogen peroxide is involved in oxidative stress induction, relieve of overreduced electron transport chains, programmed cell death, cell wall hardening, xylem formation and intra- and inter-cellular signalling.
The first aim was to know the function of hydrogen peroxide in the acclimation of a drought-resistant Mediterranean shrub.
The chosen plant species was Cistus albidus L. because it can be used as a model of Meditarrean drought-resistant plant. C. albidus is a schlerophyllous shrub, semi deciduous with a characteristic and easy to characterize response. It is able to resist very low water contents and it has no special necessities regarding to soil characteristics.
The results obtained show that hydrogen peroxide increased in response to water deficit, and that contributes to the acclimation of C. albidus to summer drought. First of all it was shown that hydrogen did not induce oxidative stress. Complementary studies show that hydrogen peroxide increase is involved in sclerenchyma formation, ABA-induced ascorbate formation, xylem formation, and could even be involved in methyl jasmonate biosynthesis.
The second aim, a direct measurement of the relationship water stress oxidative stress, was based on the changes in the redox state of the cytoplasm of the leaf cells of Arabidopsis thaliana plants transformed with c-roGFP1 protein. These plants express proteins with green fluorescence that are sensitive to the redox state of the compartment where they are espressed, in this case the cytoplasm. The results obtained show that gradual water deficit induces an increase in the redox state of the cytoplasm, even though this is not the first change experienced in these plants. Among the parameters studied, the first was the reduction of leaf area.

Estudio de los suelos forestales de la Depresión Central Catalana

Tue, 12 Apr 2011 13:22:26 GMT

Estudio de los suelos forestales de la Depresión Central Catalana Vallejo Calzada, Victoriano Ramón Se estudian las relaciones entre la humificación y la variable vegetación y litología en suelos bajo especies arbóreas y arbustivas de la Depresión Central Catalana. Los suelos reconocidos según la "Soil Taxonomy" pertenecen a los órdenes entisols, aridisols, inceptisols, mollisols y alfisols. Siguiendo la clasificación francesa se identifican suelos fersialíticos carbonatados y yesíferos; dentro de la subclase suelos carbonatados se distinguen rendsinas y pardo calizos.

El estudio de la materia orgánica muestra la dependencia de la tipología del humus respecto del medio mineral dentro de un área climática relativamente homogénea. La vegetación sólo tiene una cierta influencia, concretada en la relación C/N en los horizontes más superficiales.

Estudios bioquímicos y fisiológicos de la senescencia foliar en Hordeum y Triticum.

Tue, 12 Apr 2011 13:22:25 GMT

Estudios bioquímicos y fisiológicos de la senescencia foliar en Hordeum y Triticum. Fleck Bou, Isabel En general, se acepta como definición de senescencia los procesos progresivos y de deterioro que preceden a la muerte de una célula madura, órgano u planta entera (Wareing y Phillips, 1971, Beevers 1976, Thimann et al 1982) En las hojas, la senescencia va estrechamente asociada al amarilleamiento y pérdida de clorofilas que aparecen antes de la abcisión o bien de la marchitez de una hoja que no esté a la sombra. Estos síntomas pueden ser eliminados en algunos casos mediante hormonas o nutrientes, lo cual significa que la degradación del cloroplasto no lleva a una muerte inevitable. Sin embargo, se ignora si la senescencia en las hojas es una secuencia programada de acontecimientos, independientes del factor ambiental que haya sido su causa. También se discute si una simple falta específica metabólica puede llevar a una senescencia celular irreversible.

Con la intención de aportar luz sobre estas y otras cuestiones relacionadas, la presente tesis incluye una serie de estudios sobre la senescencia foliar provocada por escisión foliar (Hordeum vulgare L.) y en condiciones naturales (Triticum aestivum cv Kolibri). Las variaciones en los parámetros estudiados fueron relacionados entre si aplicándose asimismo modelos matemáticos de intercambio gaseoso.

Evolució, filogènia i sistemàtica del complex "Arctium-Cousinia"

Tue, 12 Apr 2011 13:22:24 GMT

Evolució, filogènia i sistemàtica del complex "Arctium-Cousinia" López Viñallonga, Sara Aquesta tesi se centra en el complex Arctium-Cousinia (Compositae, Cardueae-Carduinae) que comprèn un dels gèneres més amplis de les Compostes, Cousinia Cass. (aproximadament 600 espècies), i altres gèneres menors com Arctium L., Hypacanthium Juz. i Schmalhausenia C. Winkl. Les espècies d'aquest complex es distribueixen principalment per les muntanyes d'Àsia Central (Tien Shan i Pamir-Alai) i la regió Irano-Turània. Al seu torn, Arctium conté algunes espècies cosmopolites. Existeixen importants controvèrsies quant a la delimitació i adscripció d'alguns taxons d'aquest complex d'espècies i s'obtenen dades contradictòries en funció del tipus de dades considerades.

La filogènia generada al present treball, confirma la monofilia del complex Arctium-Cousinia així com la seva subdivisió en dos llinatges també monofilètics anomenats Arctioide i Cousinioide. Al seu torn posa de manifest la manca de monofilia dels gèneres Arctium i Cousinia i de Cousinia subgèneres Cynaroides i Hypacanthodes. La solució que es proposa és la redefinició del gènere Arctium al qual s'han transferit totes les espècies del llinatge Arctioide i s'han proposat els canvis nomenclaturals pertinents. Paral·lelament, mitjançant la tècnica del rellotge molecular, s'ha datat el complex Arctium-Cousinia en 19.1 ma, la separació dels llinatges Arctioide i Cousinioide en 14.8 ma i la diversificació dels esmentats llinatges en 9.7 ma i 8,7 ma, respectivament.

L'estudi sobre la genètica poblacional d'Arctium minus, realitzat mitjançant l'ús de microsatèl·lits dissenyats a aquest treball, ha mostrat que els patrons de variabilitat genètica de l'esmentada espècie són consistents amb les seves característiques biològiques: la seva capacitat d'autofecundació i el seu curt cicle de vida expliquen la seva baixa diversitat genètica, alts valors d'endogàmia i excés d'homozigots. La major part de la variabilitat genètica es troba entre poblacions a causa d'un baix flux gènic entre elles juntament amb la seva capacitat facultativa d'autofecundació. S'han detectat indicis de què A. Minus s'hauria refugiat al sud de la seva actual àrea de distribució durant les glaciacions del Pleistocè i posteriorment hauria recolonitzat Europa. Aquests patrons s'haurien vist emmascarats per influència recent de l'activitat humana i per esdeveniments de dispersió de llavors a llarga distància.

English summary:
This thesis is focused on the Arctium-Cousinia complex (Compositae, Cardueae-Carduinae), including Arctium L., Cousinia Cass. as one of the largest genera of the Compositae, Hypacanthium Juz. and Schmalhausenia C. Winkl. This group of genera has its highest diversity in the Irano-Turanian region and the mountains of Central Asia (Tien Shan and Pamir-Alaj). Arctium s.str. is Eurosiberian in distribution. Significant difficulties in generic delimitation in this complex arise from the incongruent distribution of several morphological, pollen, karyological and molecular characters.

The phylogeny obtained bears out the monophyly of the Arctium-Cousinia complex and its division in two monophyletic lineages named Arctioid and Cousinioid. Our analyses also show that Arctium and Cousinia as well as Cousinia subgenera Cynaroides and Hypacanthodes are not monophyletic. As a solution, a broadly monophyletic genus Arctium is proposed, including all the species belonging to the Arctioid lineage and we provide nomenclatural changes when necessary. In addition, using the molecular clock approach the Arctium-Cousinia complex is dated in 19.1 mya, the split of the Arctioid and Cousinioid lineages in 14.8 mya and the diversification of the lineages mentioned in 9.7 mya and 8,7 mya, respectively.

Regarding the population genetics of Arctium minus (Hill) Bernh., investigated using microsatellite markers developed for this study, the observed patterns of genetic variation are consistent with its life style. Low gene diversity, high inbreeding values and significant homozygote excess were recovered, factors linked with the self-pollination ability of A. minus and its short-life cycle. Most of the genetic variability is found among instead of within populations due to low gene flow altogether with its self-pollination ability. There are few signs which may suggest that A. minus adapted to the Pleistocene climatic changes in the European populations with putative refugia in the south of its present distribution from where the species might radiate northwards. It is also suggested that original biogeographic patterns in A. minus may have been blurred by human activity and by long distance seed dispersal.; This thesis is focused on the Arctium-Cousinia complex (Compositae, Cardueae-Carduinae), including Arctium L., Cousinia Cass. as one of the largest genera of the Compositae, Hypacanthium Juz. and Schmalhausenia C. Winkl. This group of genera has its highest diversity in the Irano-Turanian region and the mountains of Central Asia (Tien Shan and Pamir-Alaj). Arctium s.str. is Eurosiberian in distribution. Significant difficulties in generic delimitation in this complex arise from the incongruent distribution of several morphological, pollen, karyological and molecular characters.

The phylogeny obtained bears out the monophyly of the Arctium-Cousinia complex and its division in two monophyletic lineages named Arctioid and Cousinioid. Our analyses also show that Arctium and Cousinia as well as Cousinia subgenera Cynaroides and Hypacanthodes are not monophyletic. As a solution, a broadly monophyletic genus Arctium is proposed, including all the species belonging to the Arctioid lineage and we provide nomenclatural changes when necessary. In addition, using the molecular clock approach the Arctium-Cousinia complex is dated in 19.1 mya, the split of the Arctioid and Cousinioid lineages in 14.8 mya and the diversification of the lineages mentioned in 9.7 mya and 8,7 mya, respectively.

Regarding the population genetics of Arctium minus (Hill) Bernh., investigated using microsatellite markers developed for this study, the observed patterns of genetic variation are consistent with its life style. Low gene diversity, high inbreeding values and significant homozygote excess were recovered, factors linked with the self-pollination ability of A. minus and its short-life cycle. Most of the genetic variability is found among instead of within populations due to low gene flow altogether with its self-pollination ability. There are few signs which may suggest that A. minus adapted to the Pleistocene climatic changes in the European populations with putative refugia in the south of its present distribution from where the species might radiate northwards. It is also suggested that original biogeographic patterns in A. minus may have been blurred by human activity and by long distance seed dispersal.

Evolución de diversos parámetros fisiológicos, morfológicos y anatomicos en "Triticum Aestibum" L.C.V. Kolibri y su relación con factores ontogénicos y ambientales.

Tue, 12 Apr 2011 13:22:23 GMT

Evolución de diversos parámetros fisiológicos, morfológicos y anatomicos en "Triticum Aestibum" L.C.V. Kolibri y su relación con factores ontogénicos y ambientales. Araus Ortega, José Luis La presente tesis doctoral realiza un estudio en profundidad de distintos parámetros fisiológicos, morfológicos y anatómicos del trigo candeal ("Triticum Aestibum" L.C.V. Kolibri), y la relación que los mismos tienen con otros factores ontogénicos y ambientales. Este estudio tiene una gran importancia ya que nos estamos refiriendo a la especie de trigo más cultivada en el mundo moderno, en particular en las latitudes altas de los dos hemisferios (Canadá, Argentina, Francia, Ucrania), y se usa ampliamente para panificación.

El estudio incluye un total de seis apartados. En primer lugar, una introducción que comienza con un análisis sobre la conductancia difusiva del CO2 en la hoja y prosigue con la descripción de los factores anatómicos y morfológicos que condicionan dicha conductancia. Para finalizar, dicha introducción presenta las relaciones entre la anatomía foliar y la capacidad fotosintética.

El segundo capítulo está dedicado a presentar el material utilizado y los métodos de análisis empleados, mientras que el tercero permite ofrecer los resultados obtenidos en el transcurso de la investigación. La discusión y las conclusiones ocupan los capítulos cuarto y quinto respectivamente. Un anexo de tablas y un apartado conteniendo la bibliografía manejada en la presente tesis completan el articulado de la misma.

Flora i vegetació del territori comprès entre el riu Segre i el Port del Comte (Prepirineus catalans, Lleida)

Tue, 12 Apr 2011 13:22:19 GMT

Flora i vegetació del territori comprès entre el riu Segre i el Port del Comte (Prepirineus catalans, Lleida) Devis Ortega, Joan Situat sobre la zona sud-pirinenca del Prepirineus Centrals Catalans, el territori estudiat ocupa una extensió de 363 km2 (projecció mdt), comprès entre els 525 m de l'embassament d'Oliana i els 2380 m del Pedró dels Quatre Batlles, bona part d'ell sota la influència d'un clima axeromèric submediterrani continental, llevat de les parts elevades de clima axèric fred. La població hi és més aviat escassa, l'activitat principal dels quals està relacionada amb les tasques forestals i ramaderes.

El catàleg florístic aplega 1058 tàxons agrupats en 114 famílies. D'aquells, 17 amplien la seva àrea de distribució per Catalunya i una vuitantena el seu interval altitudinal. Predomina l'element eurosiberià (45,1 %), seguit de l'element mediterrani (25,4 %) i pluriregional (18,6 %). Es destaca l'abundància d'oròfits (13,6 %) i l'escassetat de plantes boreoalpines (7,6 %).

Pel que fa a l'espectre biològic, hemicriptòfits (44,0 %) i teròfits (22,3 %), són els components majoritaris. Segueixen en menor proporció camèfits (13,9 %), faneròfits (11,0 %), geòfits (7,5 %) i hidròfits (1,0 %). Considerem l'existència de 66 tàxons d'interès especial (6,3 % de la flora), dels quals 49 són endemismes del NE de la península Ibèrica i 18 tàxons són inclosos en llistes o llibres vermells. Proposem un total de 19 com d'especial rellevància per a la flora local.

Hem reconegut un total de 92 comunitats vegetals i dues més sense categoria sintaxonòmica, repartides en 18 classes. Del total, un 55,4% formen part d'algun dels 22 hàbitats d'interès comunitari presents al territori, quatre dels quals ho són d'interès prioritari.

Descrivim una nova subassociació, Festucetum scopariae (Susplugas) Br.-Bl. 1948 antennarietosum dioicae, I proposem canvis de nom per a les següents comunitats: Alysso serpyllifolii-Erinaceetum anthyllidis (Molero & Vigo 1981) Valls 2003 nom. invers. propos. Devis & I. Soriano; Saxifrago longifoliae-Ramondetum myconi Br.-Bl. in Meier & Br.-Bl. 1934 thymetosum palearensis (= Saxifrago-Ramondetum thymetosum vulgaris I. Soriano 1996); Euphrasio strictae-Plantaginetum mediae O. Bolòs 1954 caricetosum humilis (= Euphrasio-Plantaginetum festucobrachypodietosum phoenicoidis Vigo 1979), i Rosmarino officinalis-Lithospermetum fruticosi Br.-Bl. ex Molinier 1934 arctostaphylletosum uvae-ursi (= Rosmarino-Lithospermetum Br.-Bl. ex Molinier 1934 scabioso-rosmarinetosum O. Bolòs 1960).

Quan al paisatge vegetal realitzem un estudi des d'un punt de vista altitudinal i des d'un punt de vista fisiogràfic que ens ha portat a diferenciar cinc gran unitats paisatgístiques: La vall de la Móra Comdal, la Ribera Salada, la vall del riu Perles-riu d'Alinyà, la vall de la Vansa i el massís de Port del Comte

La cartografia presentada es composa d'un mapa de vegetació actual format per 1.163 polígons corresponents a 64 unitats de vegetació i tres nivells de complexitat estructural (unitats subsimples, complèxides i mosaics); un mapa de vegetació potencial, amb 430 polígons referibles a 15 unitats estructurades en tres grups (vegetació zonal, vegetación azonal i àrees sense, o gairebé sense vegetació) i un mapa d'hàbitats d'interès per a la conservació, amb 965 polígons distribuïts en 26 categories agrupades en 8 unitats principals.

Pel que fa a la conservació del patrimoni natural, les superfícies recobertes per hàbitats d'interès prioritari, comunitari o local, que fan part d'alguns dels espais protegits oscil·len entre el 73 % en el cas de la Reserva de la Muntanya d'Alinyà i el 85,5 %, per a l'EIN Turp-la Valldan.

Es proposen mesures per a la gestió i conservació, centrades en la prevenció, en la recerca científica i l'aprofitament sostenible dels recursos naturals. Demanem algun tipus de protecció sobre 19 tàxons i 12 comunitats vegetals, que considerem d'especial interès pel nostre territori. A llarg plaç proposem la reunió dels tres EIN i de la Reserva de la Muntanya d'Alinyà, en un sòl Espai d'Interès Natural denominat Prepirineus Meridionals Catalans.; Located in the Southern part of the Catalan Central Pre-Pyrenees, the studied area has an approximate extension of 330 Km2 (363 Km2 in DEM projection), the altitudes ranging from 525 m in the Oliana reservoir and 2,380 m in the Pedró dels Quatre Batlles peak. The most of the territory is under the influence of a axeromeric sub-mediterranean continental climate, except for the highest zones with cold axeric climate. The zone is barely populated, whose main activities are related to forest working and stockbreeding.

There have been identified 1,058 plants grouped in 114 families and 92 vegetal communities, belonging to 18 classes. Of the whole of the communities, 55.4% corresponds to some of the 22 Natural Habitat Types of Community Interest, and four of them have priority interest.

We describe a new subassociation, Festucetum scopariae (Susplugas) Br.-Bl. 1948 antennarietosum dioicae, and we propose a name change in the following cases: Alysso serpyllifolii--Erinaceetum anthyllidis (Molero & Vigo 1981) Valls 2003 nom. invers. propos. Devis & I. Soriano; Saxifrago longifoliae-Ramondetum myconi Br.-Bl. in Meier & Br.-Bl. 1934 thymetosum palearensis (= Saxifrago-Ramondetum thymetosum vulgaris I. Soriano 1996); Euphrasio strictae- Plantaginetum mediae O. Bolòs 1954 caricetosum humilis (= Euphrasio-Plantaginetum festuco-brachypodietosum phoenicoidis Vigo 1979), and Rosmarino officinalis-Lithospermetum fruticosi Br.-Bl. ex Molinier 1934 arctostaphylletosum uvae-ursi (= Rosmarino-Lithospermetum Br.-Bl. ex Molinier 1934 scabioso-rosmarinetosum O. Bolòs 1960).

Regarding the vegetal landscape, we carry out a study from an altitudinal point of view and from a physiographical point of view, which lead us to divide the zone in five landscape units: The Móra Comdal valley, The Ribera Salada, The valley of the river Perles-Alinyà, The Vansa valley and The Port del Comte massif.

The presented cartography includes a present vegetation map, a potential vegetation map and a map of interesting habitats of conservation.

We propose several measures for the management and the conservation, focused in prevention, scientific research and a sustainable use of the natural resources. We ask for, specifically, some kind of special protection upon 19 taxonomic units, and 12 vegetal communities, that we consider to have special interest in our territory. In long-term we propose to merge the three Areas of Natural Interest (EIN) and the Alinyà Mountain Reserve, in just one Area of Natural Interest called "Prepirineus Meridionals Catalans".

Sistemes de fotoprotecció a "Quercus ilex" i aplicació de la NIRS (espectroscòpia de reflectància a l'infraroig proper) com a tècnica ecofisiològica per la detecció d'estrès oxidatiu.

Tue, 12 Apr 2011 13:22:17 GMT

Sistemes de fotoprotecció a "Quercus ilex" i aplicació de la NIRS (espectroscòpia de reflectància a l'infraroig proper) com a tècnica ecofisiològica per la detecció d'estrès oxidatiu. Pintó Marijuan, Marta L'objectiu general d'aquest treball fou aprofundir en el coneixement dels sistemes de fotoprotecció en fulles de Quercus ilex.

Per assegurar l'homogenitat i conservació del material vegetal durant el seu magatzematge i transport fins al moment de l'anàlisi de compostos fotoprotectors, s'ha estandarditzat un protocol consistent en la liofilització de les mostres vegetals amb la prèvia addició de 2-butilamino etanol. Es va comprovar que aquest protocol evita la degradació de les molècules implicades en la fotoprotecció i ha permès disposar de material vegetal sec i homogeni per a poder treballar amb espectroscòpia de reflectància al vermell proper (NIRS).

La quantificació de compostos fotoprotectors i antioxidants és costosa en temps i diners. Per a aconseguir-ne una avaluació ràpida i àgil es construí una base de dades (BD) correlacionant, a cadascuna de les mostres de fulles de Q. ilex liofilitzades, les anàlisi bioquímiques de cada molècula amb els seus espectres del NIRS. S'establiren les equacions de cal·libració predictives per la quantificació dels pigments cloroplàstics (clorofil·les a i b, neoxantina, violaxantina, zeaxantina, anteraxantina, α- i ß-carotè, luteïna i luteïna epòxid (Lx)) i compostos antioxidants (α-, (β+γ)-tocoferol, ascorbat i fenols totals) mitjançant l'algoritme per regressió de mínims quadrats parcials. Les equacions de cal·libració de clorofil·les a i b, feofitina, β-carotè, neoxantina, luteina, fenols totals i α-tocoferol foren cal·librades acuradament mentre que les de la Lx i l'α-carotè mostraren resultats de cal·libració no tan bons degut a les baixes concentracions.

Aquesta BD permet, per primera vegada, amb una sola lectura NIRS, la predicció de les concentracions de molècules amb caràcter fotoprotector o antioxidant emprades amb més freqüència en estudis ecofisiològics. Se n'ha demostrat la fiabilitat mitjançant un estudi de bosc caracteritzant fulles d'alzines adultes i de rebrots després de tala durant les dues estacions més estressants (estiu i hivern).

També s'aplicà la nova BD NIRS per caracteritzar les respostes fotosintètiques i antioxidants de fulles d'alzines i dels seus rebrots originats sota diferents concentracions de CO2: ambiental (350 µL·L-1) (RA) i elevada (750 µL·L-1) (RE). En aquest estudi es demostrà que els RE compensaren la baixa fotosíntesi amb una major participació dels cicles de les xantofil·les (major Z/VAZ) i de la luteina epòxid (menor Lx), els quals són responsables de la dissipació tèrmica de l'excés d'energia d'excitació. Els RE mostraren també un major contingut en ascorbat (el qual es considera responsable de la major part de l'activitat antioxidant a Q. ilex) i un menor contingut en el compostots lipofílics (clorofil·les, carotenoids i tocoferols). Quan es someteren ambdos tipus de rebrots a estrès tèrmic (per alta temperatura), els RE mostraren una major resistència a l'estrès per altes temperatures.

Els dos últims objectius d'aquest treball aprofundeixen en el paper de les poliamines en la fotoprotecció de les fulles d'alzina en condicions naturals i en condicions d'irradiància controlada, així com en la funció de les transglutaminases vegetals com a lligands de les poliamines a membranes. Primer trobàrem una disminució de les poliamines lliures (i en especial la putrescina) en augmentar la disponibilitat lluminosa (PPFD), atribuible a una necessitat superior de lligar poliamines als tilacoides per ajudar a la fotoprotecció de l'aparell fotosintètic en front a la situació d'estrès. Posteriorment, observàrem una tendència diürna on els valors més alts de la putrescina lligada a proteïnes i de l'activitat transglutaminasa correspongueren sempre al màxim d'intensitat lumínica i dosi de llum rebuda per les fulles. Aquests dos treballs indiquen la participació de les poliamines, i especialment la putrescina, en la fotoprotecció de l'aparell fotosintètic. En concret, l'activitat transglutaminasa, la quantitat de putrescina lligada i l'índex putrescina/espermidina lligades són uns clars indicadors de la magnitud d'estrès per excés de llum de la planta.;
SUMMARY:

"PHOTOPROTECTION SYSTEMS IN Quercus ilex L.
AND THE APPLICATION OF THE NIRS (NEAR-INFRARED REFLECTANCE SPECTROSCOPY) AS AN ECOPHYSIOLOGICAL TOOL TO DETECT OXIDATIVE STRESS"

TEXT:

The present work goes deeper into our knowledge of photoprotection systems acting in Quercus ilex leaves.

To ensure homogeneus plant material and its conservation during storage and transport until analysis avoiding the degradation of the molecules implied in photoprotection we standardized the conditions during freeze-drying to obtain dry material with an unaltered biochemical composition.

Quantifying photoprotective and antioxidant compounds is laborious and expensive. A Q. ilex leaves database using Near Infrared Reflectance Spectroscopy (NIRS-database) and chemical analyses was built. Predictive calibration equations for concentration of chloroplast pigments (chlorophylls a and b, phaeophytin, neoxanthin, violaxanthin, zeaxanthin, antheraxanthin, alpha- and β-carotene, lutein and lutein epoxide) and antioxidants (alpha-, (β+γ)-tocopherol, ascorbate and total phenolics) were established using partial least squares regression algorithm.
This is the first time that NIRS is used to characterize pigment composition in plants. NIRS constitutes a valid tool to characterize photoprotection compounds with only one single measurement allowing time and money saving.

The NIRS-database feasibility was demonstrated by the characterization of adult holm oak leaves and resprouts after clear cut in their natural environment during the two stressing seasons.

The new NIRS-database was applied to characterize the antioxidant compounds responses in holm oak resprouts under ambiental (350 µL·L-1; RA) and elevated (750 µL·L-1; RE) CO2 conditions and high temperature stress (HTS). RE showed higher resistance to HTS showing little response in their antioxidant composition. At the contrary, RA showed a significant increase in lipophilic compounds. Therefore, the higher antioxidant protection and higher temperature tolerance of RE would mitigate the effect of photosynthesis acclimation during the regeneration of Q. ilex plants.

Two studies went deeper to the role of polyamines in holm oak photoprotection in its natural habitat or under controlled-irradiance conditions and plant's transglutaminases function binding polyamines to membrane proteins in the protection against high light stress. The obtained results support the hypothesis that the relationship between polamines, and specially putrescine, concentration (free and protein-bound) and transglutaminase activity is modulated by light intensity in Q. ilex leaves and that polamines are involved in the photoprotection of the photosynthetic apparatus.

Estudio de las características del intercambio gaseoso de variedades de geranio en cultivo protegido en zonas de clima mediterráneo

Tue, 12 Apr 2011 13:22:16 GMT

Estudio de las características del intercambio gaseoso de variedades de geranio en cultivo protegido en zonas de clima mediterráneo Sant i Vilella, M. Dolors En plantas de geranio dedicadas a la producción de esquejes (Pelargonium x hortorum cv. Orange Ricard, P. grandiflorum cv. FJamingo y P. peltatum cv. Old Lady, cultivadas en contenedor, en substrato artificial, en un invernadero comercial) se realizaron series estacionales de medidas del intercambio gaseoso en laboratorio en respuesta a cambios de irradiancia, temperatura y humedad del aire, y se determinaron en el invernadero la respuesta en el ciclo diario de la fotosíntesis neta, transpiración, conductancia estomática y temperatura de hoja (sistema ADC y porómetro LICOR-1600), potencial hídrico del xilema (bomba de Scholander) y contenido hídrico del substrato. La variación estacional de la tasa fotosintética máxima (16-9 umol C02 m-2 s-1) fue el resultado de una variación estacional en la conductancia estomática (600200 mmol m-2 s-1), propiciada por la reducción de la densidad estomática en invierno, más que de una reducción de la capacidad fotosintética, que se mantuvo en valores entre 60 y 90 mmol m-2 s-1. El C02 intercelular fue dependiente de la irradiancia y esta dependencia varió estacionalmente. «Orange Ricard» y «Flamingo» mostraron buena tolerancia a altas temperaturas (31-35º C), al contrario que «Old Lady». La excesiva extinción de las cubiertas y el inadecuado manejo del riego fueron los principales factores limitantes de la fotosíntesis en las instalaciones de cultivo estudiadas.; "LEAF GAS EXCHANGE CHARACTERISTICS OF THREE GERANIUM CULTIVARS GROWN UNDER GREENHOUSE CONDITIONS IN THE MEDITERRANEAN AREA"

TEXT:

Leaf gas exchange responses to light, leaf temperature and air humidity were studied under laboratory conditions on potted geranium stock plants (Pelargonium x hortorum ev. Orange Ricard, P. grandiflorum ev. Flamingo y P. peltatum ev. Old Lady) grown in a commercial greenhouse in the Mediterranean area. Daily courses of gas exchange (ADC system and LICOR-l600 porometer), and substrate-plant water relations were also measured in the greenhouse. Changes on maximum photosynthetic rate (16-9 mmol C02 m-2 s-l) were due to seasonal variations in stomatal conductance (600-200 mmol m-2 s-1), related to a winter decrease of stomatal density, more than to a decline of mesophyll photosynthetic capacity. The internal CO2 partial pressure was light dependent and this relation changed seasonally. «Orange Ricard» and «Flamingo», unlike «Old Lady», showed both a good tolerance to high temperatures (31-35ºC). The main photosynthesis limiting factors were: low levels of irradiance in the greenhouse, due to an excessive cover shading, and inappropriate irrigation management.

Phosphorus cycling in fast growing forest plantations: availability, plant uptake and the role of forest floor

Tue, 12 Apr 2011 13:22:16 GMT

Phosphorus cycling in fast growing forest plantations: availability, plant uptake and the role of forest floor Romanyà i Socoró, Joan The research reported in this thesis focuses on studying the effects of naturally occurring mycorrhiza and the role of forest floor in the cycling of P in fast growing forest plantations. In order to study the effects of mycorrhizae on forest soils fertility and the subsequent seedling growth response, radiata pine (Pinus radiata D. Don) seedlings were grown in pots using the soil collected from a mature (23 year old) radiata pine plantation. The experiment was arranged in a two factor design. The treatments comprised of sterilized and unsterilized soil, either fertilized with superphosphate (100 KgP/ha) or remained non-fertilized. In an attempt to explore nutrient uptake mechanisms under contrasted soil fertility and under mycorrhizal and non-mycorrhizal conditions, Barber-Cushman nutrient uptake model was used to simulate nutrient uptake in these treatments.

Mycorrhiza suppressed treatments showed low mineral NO3-N concentration and high autoclave N in soil. NH,-N concentration was not affected by any treatment. Water and bicarbonate soluble reactive P (SRP) and soluble non-reactive P (NRP) were not changed by mycorrhiza. Phosphatase activity greatly decreased in mycorrhiza suppressed treatments. Despite superphosphate addition increased all forms of P, acid phosphatase activity did not change by this factor.

Mycorrhiza suppression decreased seedling growth but not root length or surface. Non-mycorrhizal seedlings showed a much large proportion of roots thinner than 0.5 mm diameter. While in 7 month old seedling needle development was delayed in nonmycorrhizal pots, 4 months later all needles had the same size. At this stage of growth, plant adapted to nutritional shortages by loosing needles. Except in non-mycorrhizal-unfertilized seedlings, where growth was limited by P, in the other treatments growth was N and Mg limited. Mycorrhizal associations increased the specific uptake rate (mmol cm(-1) root) for N, P, K, S, Mg, Ca and Al. While under natural P availability conditions, P uptake was largely reduced after mycorrhiza suppression, under high P availability it was hardly increased by mycorrhiza. Barber-Cushman model was able to predict the relative variations in P and Mg uptake only in non-mycorrhizal treatments. While P uptake appeared to be controlled by root surface, Mg uptake was mostly regulated by root length.

To study the role of the forest floor in the cycling of nutrients, nutrient leaching through litter layers was monitored in a mature radiata pine plantation (18 year old) using 20 zerotension lysimeters installed underneath the Oa horizon.

Both P and N concentrations in the litter leachates showed large seasonal changes. Organic P compounds were more readily retained at the forest floor than organic N compounds. A large proportion of nutrients leached throughout the year (51% and 61% of total P and N exported respectively) took place during short periods of time. Most N transferred from the forest floor to the mineral soil was in organic form. In contrast, P was mostly transferred as inorganic P (SRP). The total amount of nutrient exported to the mineral soil were of the same order of magnitude than the yearly nutrient increases in aboveground biomass. There were evidences suggesting that a major content part of this nutrient flow originated in the forest canopy.

Using a new proposed anion resin fractionation technique, P forms in litter leachates and soil solution were compared. This technique showed that Murphy and Riley method to determine P concentration in solution was not able to distinguish clearly between inorganic and organic P in solution. One limitation of the fractionation technique was that it was not a clean separation of organic and inorganic P forms. However, it does appear to be useful for documenting relative changes in P forms when samples are contrasted.

In a mixed Eucalyptus forest in SE Australia, the effect of slash burning on surface soil P forms and on sorption and desortption of P were studied. According to fire intensity, three different microsites were selected: unburnt , burnt and intensely burnt.

The effects of fire on soil P were greatest in the surface soil horizons and depended upon fire intensity. After fire labile inorganic P (Bray I) increased from <1 mg kg(-1) to 5-13 mg kg(-1) in the ash bed. The increase in labile organic P (NaHCO2) contrasted with a decrease in total organic P (H2SO4) and less labile organic P (NaOH) in ashbed soils. The ashbed soil showed an increase insorption capacity in the 0-5 cm layer, but the sorbed P was generally less tightly bound to the solid phase.

Estudi florístic i geobotànic de la Serra de Moixeró i el massís de la Tosa d'Alp (Pirineus Orientals)

Tue, 12 Apr 2011 13:22:14 GMT

Estudi florístic i geobotànic de la Serra de Moixeró i el massís de la Tosa d'Alp (Pirineus Orientals) Soriano i Tomàs, Ignasi Presentem en aquesta memòria un estudi del tapís vegetal de la Serra de Moixeró i el massís de la Tosa d'Alp (Pirineus orientals), plantejat com una aproximació a tres nivells successius i interrelacionats: les plantes (catàleg florístic), les comunitats (catàleg de sintàxons) i el paisatge vegetal.

El catàleg florístic compren un total de 1.332 espècies (amb 327 subspècies i 66 varietats), més 20 híbrids interspecífics i un híbrid intergenèric, indicats precedentment de la zona i/o observats per nosaltres. Admetem la presència de 1.310 espècies (amb 322 subspècies i 65 varietats), a les que cal afegir tots els híbrids suara esmentats. Si agrupem en una única categoria els tàxons de rang específic i subspecífic, més els híbrids, el total puja a 1.402. D'aquests tàxons, n'existien citacions prèvies de 781; els 621 restants (un 44,3%) són nous per la flora local. Entre les novetats, destaquem Antirrhinum sempervirens Lapeyr. subsp. sempervirens i Carex brevicollis DC., que ho són per als Pirineus Orientals, i Bromus inermes Leys., que en el moment de la seva citació constituí la segona localitat per als Països Catalans. Indiquem també una segona localitat de Dracocephalum austriacum L., que amb la ja coneguda, també del Moixeró, són les úniques localitats d'on consta actualment aquesta espècie en tota la serralada pirinenca.

Aquestes xifres posen en evidència la notable riquesa florística de la zona, fet encara més remarcable si tenim en compte la seva extensió força limitada (150 km2). Hom pot atribuir aquesta riquesa a la combinació de factors diversos, com són el gran desnivell altitudinal, la presència de terrenys de litologia molt diferent, la complexitat fisiogràfica de la regió i la diversificació de les modalitats d'impacte antròpic.

Per a cadascun dels tàxons que fan part del catàleg, aportem la informació següent:

- caracterització biològica, corològica i fitocenològica
- relació crítica de citacions precedents
- distribució de la planta dins la zona (segons els quadrats UTM de 10 x 10 km, la comarca i el rang altitudinal)
- observacions sobre la seva ecologia
- índex d'abundància-freqüència
- consideracions taxonòmiques, si s'escau

Abordem també la caracterització global de la flora mitjançant els espectros biogeogràfics i biològics globals i parcials (aquests darrers, per cadascun dels dos vessants de la serralada principal i per classes altitudinals de 250 m de desnivell). Els espectres globals mostren un predomini de les plantes de distribució medioeuropea en sentit ampli (un 34.7% del total); també són importants els contingents d'oròfits (20.9%) i de plantes mediterrànies (12.3%). Els espectres parcials posen en evidència, per un costat, la disimetria existent entre els vessants S (berguedà) i N (cerdà) de la serralada, atribuïble principalment a raons de tipus climàtic i, per un altre, la variació substancial de la composició de la flora en relació amb el gradient bioclimàtic altitudinal.

L'estudi i la tipificació de les comunitats vegetals, mitjançant el mètode fitocenològic sigmatista, ha portat a reconeixer un total de 122 associacions i de 73 subassociacions (a més de 4 comunitats a les quals no hem assignat rang sintaxonòmic), pertanyents a 66 aliances, 40 ordres i 19 classes. Per a cadascuna de les associacions comentem la composició, l'estructura, la variabilitat, l'ecologia, la distribució, la sintaxonomia i les afini tats; donem, a més, els espectres corològic i biològic i la taula (o taules) d'inventaris corresponents. Al final de l'apartat dedicat a cada classe, presentem una taula- resum dels inventaris dels sintàxons que en fan part.

Dels sintàxons reconeguts a la zona, 5 associacions i 9 subassociacions són noves o inèdites i proposem, a més, l'estatus de subaliança per al BromoEupatorion cannabini i tres combinacions noves de sintàxons amb rang de subassociació. Són descrites per primera vegada les quatre associacions següents (una cinquena associació, Bromo-Sysimbrietum macrolomae Ninot, I. Soriano & Vigo, resta inèdita):

-Galeopsio angustifoliae-Nepetetum nepetellae: comunitat de l' Achnatherion calamagrostis, pròpia de les pedrusques calcàries montanes.
-Oxytropido amethysteae-Caricetum humilis: comunitat hemicriptofitica de les carenes calcàries subalpines (i alpines) i és descrita provisionalmente inclosa dins el Festucion gautieri.
- Alchemillo plicatulae-Dryadetum octopetalae: matolls baixos dels vessants obacs subalpins llargament innivats, atribuïts als Seslerietalia.
- Allio senescentis-Stipetum eriocaulis: pastura de les carenes calcàries rocalloses, inclòs dins l'Ononidion striatae.

La complexitat d'alguns grups de comunitats (pinedes de pi roig, pastures mesòfiles montanes i comunitats ruderals de tendència mesòfila) ens ha induït a tractar els inventaris, no solament amb la tècnica clàssica de la tabulació, sinó també mitjançant anàlisi matemàtica (AFC). En diferents diagrames, presentem l'ordenació de les espècies i els inventaris establertes mitjançant aquestes anàlisis, i comentem les implicacions ecològiques i sintaxonòmiques que se'n deriven.

A la part dedicada al paisatge vegetal, estudiem la distribució espacial de les comunitats, aixl com els trets principals de llur dinamisme (sèries de vegetació). Al territori estudiat, el gradient climàtic lligat a l'altitud esdevé el principal factor determinant del paisatge vegetal i condiciona la disposició de la vegetació en estatges, cadascun dels quals es caracteritza per posseir un o més tipua especlfics de vegetaci6 potencial. D'acord amb la proposta de VIGO & NINOT (1987), hem distingit els estatges basal, submontà, montà, subalpí i alpí. Proposem també una subdivisió del territori en unitats fitogeogràfiques, caracteritzades per la presència d'elements de vegetació específics, sovint lligats a unes característiques particulars de fisiografia, substrat i climatologia.

Complementa la memòria un mapa de vegetació de la zona, aixecat a escala 1: 50. 000. Els criteris i la metodologia emprats es corresponen bàsicament amb els del Mapa de la vegetació de Catalunya a escala 1: 50. 000 (BOLOS & al., 1990)11

La vegetació actual es representa mitjançant un reticle superposat al fons topogràfic que delimita àrees homogènies a l'escala de treball, les quals són assignades a un total de 59 unitats. Aquestes unitats corresponen a quatre nivells diferents de complexitat (unitats subsimples, complèxides de vegetació, mosaics i hipermosaics), i a 12 grups fisionòmics: boscos esclerofil.les, boscos caducifolis, boscos i arbredes d'aciculifolis, matollars, pastures xeròfiles submontanes i montanes, pastures mesòfiles submontanes i montanes, Prats alpins i subalpins, vegetació higròfila natural, zones conreades, zones rocoses vegetació ruderal i zones urbanes.

La vegetació potencial s'indicava al document original mitjançant l'acoloriment d'aquestes superfícies amb tonalitats diferents. Atès que el microfitxat no permet la reproducció dels colors, hem optat per representar-la mitjançant el mateix sistema que la vegetació actual, en una càrtula annexa.; We present a study of the vegetation in the Serra de Moixeró and the massif of Tosa d'Alp (Eastern Pyrenees, Iberian Peninsula) using an approach at three successive and interrelated levels: plants (flora catalogue), communities (syntaxa catalogue) and plant landscape.

The flora catalogue collects 1,402 taxa at species, subspecies and hybrid levels, of which 44.3% are new reports for the local flora. Among these, "Antirrhinum Sempervirens" Lapeyr. subsp. "sempervirens" and "Carex brevicollis" DC. are new for Eastern Pyrenees. Characterization of flora by biogeographic and biological spectra shows the prevalence of plants of medio-European distribution (34.1%), and also the presence of large contingents of orophyta (20.9%) and Mediterranean plants (12.3%).

For the study and typing of plant communities, the method of sigmatist phytocoenology was used. The complexity of some groups of communities (Scotch pine forests, mesophilous mountain meadows and ruderal communities with mesophile tendency) led us to treat the inventories not only with the classical technique of tabulation, but also by means of mathematical analysis (AFC). A total of 122 associations and 73 subassociations were recognized of which 5 associations ("Galeopsio angustifoliae"-"Nepetetum nepetellae", "Oxytropido amethysteae"-"Caricetum humilis", "Alchemillo plicatulae"-"Dryadetum octopetalae", "Allio senescentis-Stipetum eriocaulis" and "Bromo-Sisymbrietum macrolomae") and 9 subassociations are new or unpublished.

In the part dedicated to plant landscape the spatial distribution and dynamics of communities are studied. The altitudinal gradient is the most important factor generating variabilities in plant landscape, and this conditions the arrangement of vegetation in stages (basal, submontane, montane, subalpine and alpine). A subdivision of the territory in phytogeography units is also proposed, characterised by the presence of specific elements of vegetation, related to particular characteristics of physiogeography, substrate and climatology.

An up-to-date map of the vegetation of the area (scale 1:50,000) completes the paper, together with an appended diagram of potential vegetation.