Alleviating abiotic and biotic soil constraints by combining Arbuscular Mycorrhizal Fungi with banana and plantain micropropagation systems

The objectives of Participant 4 were: - Establishment and maintenance of a representative collection of AM fungal species in vivo on trap plant cultures. - Study of the effects of early mycorrhizal inoculation in the growth and health of in vitro plantlets and their subsequent behaviour in the nursery. - Effect of the mycorrhization of in vitro produced bananas and plantains on plant growth and health, under biotic stress conditions (nematode and fungi)

Multiplicación, adaptación y utilización de especies autóctonas con interés ornamental y paisajístico

En el momento de plantearnos la necesidad de abordar éste proyecto, partíamos de una situación en la que el Sector Ornamental contribuia de manera significativa a la economía agraria y comercial en España, ocupando una posición relevante en la horticultura española. Su valor económico alcanzó en 1998 el 4,4% de la Producción Vegetal Final, generando alrededor de 31.000 empleos y contribuyendo de manera significativa a la balanza comercial agraria vegetal (Gutiérrez, 1999 y datos facilitados por el M.A.P.A. y la FEPEX). La producción, el comercio y el consumo de los productos de la horticultura ornamental que en el año 2000 giraba en torno a la flor cortada, que representaba el 61% de su valor económico a nivel nacional (Arcas y Romero, 2000), se preveia que fuera evolucionando en los próximos años años a favor de la planta de maceta, tanto la de flor como la destinada a jardinería y/o restauración del paisaje. De hecho, la posición competitiva de España en el mercado comunitario es debido a algunas ventajas, como son: - Diferentes zonas de producción con distintas características edafoclimáticas. - La luminosidad y la T son factores que favorecen la producción. El espectacular incremento de las obras de jardinería y restauración paisajística de promoción tanto pública como privada en los años anteriores al planteamiento del proyecto, estaba suponiendo para el sector un aumento del volumen de negocio que, previsiblemente iba a continuar en años sucesivos. El objetivo general del proyecto era la domesticación de especies autóctonas de las regiones de clima mediterráneo de la Península Ibérica e Islas Baleares con la finalidad de favorecer la innovación y la diversificación de la oferta en las distintas utilizaciones ornamental y paisajística, contribuyendo a mantener la biodiversidad y sostenibilidad. Para argumentar el uso de nuestra flora autóctona se hacen necesarios estudios para la selección de los posibles ecotipos en función de su variabilidad morfológica y fenológica, para la optimización de su biología reproductiva y para la adaptación de la especie a los distintos aprovechamientos ornamentales y de restauración del paisaje.

Effects of a nursery CO2 enriched atmosphere on the germination and seedling morphology of two Mediterranean oaks with contrasting leaf habit

Abstract: The use of an enriched CO2 atmosphere in tree nurseries has been envisaged as a promising technique to increase productivity and to obtain seedlings with a higher root/shoot ratio, an essential trait to respond to water stress in Mediterranean-type ecosystems. In that framework, we have analyzed the effects of three levels of atmospheric CO2 concentration (350, 500 and 700 ppm) on the germination rate, growth and morphology of seedlings of two Mediterranean oaks used in reforestation programs: the evergreen Quercus ilex L. and the deciduous Quercus cerrioides Wilk. et Costa. CO2 enrichment increased the germination rate of Q. cerrioides (from 70±7 to 81±3 %) while it decreased that of Q. ilex (from 71±10 to 41±12 %). Seedlings of both species increased approximately 60% their total biomass in response to CO2 enrichment but at two different CO2 concentrations: 500 ppm for Q. cerrioides and 700 ppm for Q. ilex. This increase in seedlings biomass was entirely due to an augmentation of root biomass. Considering germination and biomass partitioning, an enriched CO2 atmosphere might not be appropriate for growing Mediterranean evergreen oaks, such as Q. ilex, since it reduces acorn germination and the only gains in root biomass occur at a high concentration (700 ppm). On the other hand, a moderate CO2 enrichment (500 ppm) appears as a promising nursery technique to stimulate the germination, growth and root/shoot ratio of deciduous oaks, such as Q. cerrioides. Resumen: El uso de una atmósfera enriquecida en CO2 durante la fase de vivero puede contribuir a aumentar la producción viverística, a la vez que ayudar a conseguir plántulas con una mayor relación biomasa subterránea/biomasa aérea, más adecuadas para hacer frente al severo estrés hídrico que generalmente limita el éxito de las repoblaciones en el clima Mediterráneo. En este estudio hemos analizado el efecto de tres niveles de abonado carbónico atmosférico (350, 500 y 750 ppm) en la germinación y morfología de plántulas de encina (Quercus ilex) y roble cerrioide (Quercus cerrioides). Una atmósfera enriquecida en CO2 incrementó la germinación de Q. cerrioides (de 70±7 a 81±3 %) mientras que disminuyó la de Q. ilex (de 71±10 a 41±12 %). Las plántulas de ambas especies incrementaron aproximadamente un 60% su biomasa en respuesta a una mayor concentración de CO2, aunque esta respuesta se produjo a diferentes dosis: 500 ppm en Q. cerrioides y 700 ppm en Q. ilex. El aumento en la biomasa total de las plántulas se debió enteramente a un mayor desarrollo de su sistema radical, Considerando tanto la germinación como los efectos sobre la relación biomasa subterránea/biomasa aérea, una atmósfera enriquecida en CO2 no parece ser un tratamiento adecuado para la producción en vivero de plántulas de Q.ilex, puesto que diminuye su germinación y solo aumenta su sistema radicular a dosis muy elevadas (700 ppm). Por el contrario, un aumento moderado en la concentración de CO2 (500 ppm) aparece como una técnica interesante para estimular el crecimiento y obtener plántulas de Q. cerrioides con un sistema radical más desarrollado.

Effects of atmospheric carbon dioxide fertilization on biomass and secondary metabolites of some plant species with pharmacological interes under greenhouse conditions

RESUMEN El aumento del CO2 atmosférico debido al cambio global y/o a las prácticas hortícolas promueve efectos directos sobre crecimiento vegetal y el desarrollo. Estas respuestas pueden ocurrir en ecosistemas naturales, pero también se pueden utilizar para aumentar la producción de algunas plantas y de algunos compuestos secundarios. El actual trabajo intenta estudiar los efectos del enriquecimiento atmosférico del CO2 bajo condiciones de invernadero en el crecimiento y la concentración y la composición de metabolitos secundarios de Taxus bacatta, Hypericum perforatum y Echinacea purpurea en condiciones ambientales mediterráneas. La fertilización del CO2 muestra perspectivas interesantes para la mejorara y aplicabilidad de técnicas hortícolas para aumentar productividad de plantas medicinales, a pesar de diferencias claras entre la especie. En general esta técnica promueve aumentos importantes y significativos en producción primaria y, en algunos casos, también en compuestos secundarios. Esto tiene una gran importancia hortícola porque la productividad a nivel de cosecha total aumenta, directamente porque se aumenta la concentración e indirectamente porque se aumenta la biomasa. SUMMARY The increase of atmospheric CO2 due to global change and/or horticultural practices promotes direct effects on plant growth and development. These responses may occur in natural ecosystems, but also can be used to increase the production of some plants and some secondary compounds. Present work tries to study the effects of atmospheric CO2 enrichment under greenhouse conditions on growth and in the concentration and composition of secondary metabolites of Taxus bacatta, Hypericum perforatum and Echinacea purpurea under Mediterranean environmental conditions. CO2 fertilization shows interesting perspectives to increase and improve horticultural techniques in order to increase plant medicinal productivity, in spite of clear differences among the species. In general this technique promotes important and significant increases in primary productivity and, in some cases, also in secondary compounds. This has a great horticultural relevance because the total productivity of this kind of products increase at crop level, directly because concentration is increased and /or indirectly because biomass is increased. RESUM L'augment del CO2 atmosfèric a causa del canvi global i/o a les pràctiques hortícoles promou efectes directes sobre creixement vegetal i el desenvolupament. Aquestes respostes poden ocórrer en ecosistemes naturals, però també es poden utilitzar per a augmentar la producció d'algunes plantes i d'alguns compostos secundaris. L'actual treball intenta estudiar els efectes de l'enriquiment atmosfèric del CO2 sota condicions d'hivernacle en el creixement i la concentració i la composició de metabòlits secundaris de Taxus bacatta, Hypericum perforatum i Echinacea purpurea en condicions ambientals mediterrànies. La fertilització del CO2 mostra perspectives interessants per a la millora i aplicabilitat de tècniques hortícoles per a augmentar productivitat de plantes medicinals, a pesar de diferències clares entre l'espècie. En general aquesta tècnica promou augments importants i significatius en producció primària i, en alguns casos, també en compostos secundaris. Això té una gran importància hortícola perquè la productivitat a nivell de collita total augmenta, directament perquè s'augmenta la concentració i indirectament perquè s'augmenta la biomassa.

Caracterització de l'avifauna de la conca del riu Quiroz: identificació de les zones amb potencial aviturístic i d'interès per a la conservació

La conca del riu Quiroz, al nord del Perú, està influenciada per dues zones d’endemisme d’aus i conté quatre àrees importants per a la conservació d’aus. Malgrat això, la informació sobre l’avifauna present a la conca és poc coneguda ja que no s’ha realitzat, fins al moment, cap estudi avifaunístic del global de la conca. En aquest estudi s’han mostrejat nou zones de la conca. A cadascuna s’ha valorat el potencial per al desenvolupament de l’aviturisme i la seva importància per a la conservació de les aus. A més, s’ha calculat un índex que permet valorar l’aviturisme i la conservació conjuntament. Els mostrejos realitzats a la conca demostren la seva riquesa avifaunística doncs, en una superfície mostrejada de 684ha, s’hi han reportat 151 espècies de les quals 34 són endèmiques i 7 estan catalogades com a amenaçades. Al llarg de la conca s’han identificat tres zones amb una importància ornitològica per damunt de la resta. Suyo és la zona de la conca amb un potencial aviturístic més elevat. ChinChin, el lloc amb més importància i possibilitats de dur a terme actuacions encaminades a la conservació. Yanta, destaca en ambdós sentits sent el desenvolupament de l’aviturisme la millor alternativa per garantir la conservació de la zona i, en especial, la seva diversitat avifaunistica.

Expression analysis of the AtPHO1 gene family in Arabidopsis thaliana and the involvement of AtPHO1 in the regulation of stomatal movements

Résumé Le transfert du phosphate des racines vers les feuilles s'effectue par la voie du xylème. Il a été précédemment démontré que la protéine AtPHO1 était indispensable au transfert du phosphate dans les vaisseaux du xylème des racines chez la plante modèle Arabidopsis thaliana. Le séquençage et l'annotation du génome d'Arabidopsis ont permis d'identifier dix séquences présentant un niveau de similarité significatif avec le gène AtPHO1 et constituant une nouvelle famille de gène appelé la famille de AtPHO1. Basée sur une étude moléculaire et génétique, cette thèse apporte des éléments de réponse pour déterminer le rôle des membres de ia famille de AtPHO1 chez Arabidopsis, inconnue à ce jour. Dans un premier temps, une analyse bioinformatique des séquences protéiques des membres de la famille de AtPHO1 a révélé la présence dans leur région N-terminale d'un domaine nommé SPX. Ce dernier est conservé parmi de nombreuses protéines impliquées dans l'homéostasie du phosphate chez la levure, renforçant ainsi l'hypothèse que les membres de la famille de AtPHO1 auraient comme AtPHO1 un rôle dans l'équilibre du phosphate dans la plante. En parallèle, la localisation tissulaire de l'expression des gènes AtPHO dans Arabidopsis a été identifiée par l'analyse de plantes transgéniques exprimant le gène rapporteur uidA sous le contrôle des promoteurs respectifs des gènes AtPHO. Un profil d'expression de chaque gène AtPHO au cours du développement de la plante a été obtenu. Une expression prédominante au niveau des tissus vasculaires des racines, des feuilles, des tiges et des fleurs a été observée, suggérant que les gènes AtPHO pourraient avoir des fonctions redondantes au niveau du transfert de phosphate dans le cylindre vasculaire de ces différents organes. Toutefois, plusieurs régions promotrices des gènes AtPHO contrôlent également un profil d'expression GUS non-vasculaire, indiquant un rôle putatif des gènes AtPHO dans l'acquisition ou le recyclage de phosphate dans la plante. Dans un deuxième temps, l'analyse de l'expression des gènes AtPHO durant une carence en phosphate a établi que seule l'expression des gènes AtPHO1, AtPHO1; H1 et AtPHO1; H10 est régulée par cette carence. Une étude approfondie de leur expression en réponse à des traitements affectant l'homéostasie du phosphate dans la plante a ensuite démontré leur régulation par différentes voies de signalisation. Ensuite, une analyse détaillée de la régulation de l'expression du gène AtPHO1; H1O dans des feuilles d'Arabidopsis blessées ou déshydratées a révélé que ce gène constitue le premìer gène marqueur d'une nouvelle voie de signalisation induite par l'OPDA, pas par le JA et dépendante de la protéine COI1. Ces résultats démontrent pour la première fois que l'OPDA et le JA peuvent activer différents gènes via des voies de signalisation dépendantes de COI1. Enfin, cette thèse révèle l'identification d'un nouveau rôle de la protéine AtPHO1 dans la régulation de l'action de l'ABA au cours des processus de fermeture stomatique et de germination des graines chez Arabidopsis. Bien que les fonctions exactes des protéines AtPHO restent à être déterminées, ce travail de thèse suggère leur implication dans la propagation de différents signaux dans la plante via la modulation du potentiel membranaire et/ou l'affectation de la composition en ions des cellules comme le font de nombreux transporteurs ou régulateur du transport d'ions. Summary Phosphate is transferred from the roots to the shoot via the xylem. The requirement for AtPHO1 protein to transfer phosphate to the xylem vessels of the root has been previously demonstrated in Arabidopsis thaliana. The sequencing and the annotation of the Arabidopsis genome had allowed the identification of ten sequences that show a significant level of similarity with the AtPHO1 gene. These 10 genes, of unknown functions, constitute a new gene family called the AtPHO1 gene family. Based on a molecular and genetics study, this thesis reveals some information needed to understand the role of the AtPHO1 family members in the plant Arabidopsis. First, a bioinformatics study revealed that the AtPHO sequences contained, in the N-terminal hydrophilic region, a motif called SPX and conserved among multiple proteins involved in phosphate homeostasis in yeast. This finding reinforces the hypothesis that all AtPHO1 family members have, as AtPHO1, a role in phosphate homeostasis. In parallel, we identified the pattern of expression of AtPHO genes in Arabidopsis via analysis of transgenic plants expressing the uidA reporter gene under the control of respective AtPHO promoter regions. The results exhibit a predominant expression of AtPHO genes in vascular tissues of all organs of the plant, implying that these AtPHO genes could have redundant functions in the transfer of phosphate to the vascular cylinder of various organs. The GUS expression pattern for several AtPHO promoter regions was also detected in non-vascular tissue indicating a broad role of AtPHO genes in the acquisition or in the recycling of phosphate in the plant. In a second step, the analysis of the expression of AtPHO genes during phosphate starvation established that only the expression of the AtPHO1, AtPHO1; H1 and AtPHO1; H10 genes were regulated by Pi starvation. Interestingly, different signalling pathways appeared to regulate these three genes during various treatments affecting Pi homeostasis in the plant. The third chapter presents a detailed analysis of the signalling pathways regulating the expression of the AtPHO1; H10 gene in Arabidopsis leaves during wound and dehydrated stresses. Surprisingly, the expression of AtPHO1; H10 was found to be regulated by OPDA (the precursor of JA) but not by JA itself and via the COI1 protein (the central regulator of the JA signalling pathway). These results demonstrated for the first time that OPDA and JA could activate distinct genes via COI1-dependent pathways. Finally, this thesis presents the identification of a novel role of the AtPHO1 protein in the regulation of ABA action in Arabidopsis guard cells and during seed germination. Although the exact role and function of AtPHO1 still need to be determined, these last findings suggest that AtPHO1 and by extension other AtPHO proteins could mediate the propagation of various signals in the plant by modulating the membrane potential and/or by affecting cellular ion composition, as it is the case for many ion transporters or regulators of ion transport.

La gestió dels residus a Catalunya en el marc de la justícia ambiental

En aquest estudi s'analitza la relació entre la distribució de les instal•lacions de gestió de residus, com ara els dipòsits controlats, plantes de compostatge, plantes incineradores, basses de purins, etc., i la població catalana, pel que fa als residus d'origen municipal, industrial o ramader, per tal de determinar si aquesta respon a condicions d'equitat ambiental. El marc de l'estudi és el de la justícia ambiental i la hipòtesi sota la qual es du a terme la investigació és que, a Catalunya, la localització de les instal•lacions de gestió de residus no respon a criteris d'equitat ambiental.

El cultiu de Thymus citriodorus en diferents condicions ambientals

Treball de recerca realitzat per un alumne d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2008. S’ha estudiat el desenvolupament de l’espècie Thymus citriodorus, coneguda com a farigola, en condicions ambientals diferents per tal de comprovar la qualitat final de les plantes obtingudes.

Els aliments transgènics

Treball de recerca realitzat per un alumne d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2008. La hipòtesi de partida és que les plantes de blat de moro no modificades genèticament són més resistents a tres paràmetres que no pas les transgèniques. Aquests tres paràmetres són: un augment de temperatura, reg amb aigua salada i absència d’aigua. Inclou també una incursió al món dels transgènics i la polèmica actual, concretada en les entrevistes fetes, amb l’objectiu de tenir criteri amb coneixement de causa. Es conclou que el món científic, que se suposa objectiu i neutral, en el tema dels transgènics és confús i que la majoria de la població està desinformada. Els moviments de conscienciació ciutadana fan de contrapunt als possibles abusos de les multinacionals. La situació dels agricultors és de dependència de les multinacionals. Gràcies als transgènics però s’ha pogut avançar en el camp dels medicaments. Referent a l’experiment, no té valor científic perquè la mostra no és representativa i els resultats són atzarosos.

Remeis casolans per a bèsties i humans: medicina i veterinària popular a la catalunya central

Treball de recerca realitzat per un alumne d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2008. Consisteix en un diccionari informàtic que recull plantes i productes, cadascun amb les seves propietats medicinals i altres usos que se’ls atribueixen popularment i la forma de preparar remeis i aplicar-los per a cada malaltia o afecció. La informació s’ha extret de les entrevistes fetes a informants d’entre 60 i 90 anys del Bages, Berguedà i Solsonès, i es complementa amb un herbari i una mostra de preparacions dels remeis.

Estudi etnobotànic de la Conca de la Riera d'Argentona

Treball de recerca realitzat per un alumne d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2008. La conca de la riera d’Argentona és una zona molt rica en coneixements populars sobre els usos medicinals de les plantes. Es preten demostrar que és factible aplicar els estudis etnobotànics a zones en regressió rural properes a la costa com aquesta, ampliant així l’àmbit d’aplicació que fins ara ha tingut la ciència etnobotànica a Catalunya. S’ha elaborat un catàleg etnobotànic de les plantes medicinals d’aquesta zona a partir dels coneixements. Per aquest objectiu s’ha seguit una metodologia científica i interdisciplinària, combinant métodes de les ciències socials i de les ciències naturals. S’ha realitzat una enquesta etnobotànica a les persones que utilitzen o utilitzaven aquestes plantes i alhora s’han recollit mostres de les plantes. Els resultats demostren que els depositaris actuals d’aquests coneixements, que han estat transmesos de generació en generació, no han continuat transmetent-los als seus descendents. Caldria ampliar els estudis d’aquest tipus a la resta de comarques catalanes per tal que aquest patrimoni quedés preservat.