Multiple paternity and its consequences in the white campion " Silene latifolia "

Summary Several studies have demonstrated that the number of pollen donors siring seeds of individual fruits is frequently greater than one and, consequently, that plants have multiple mates. Multiple paternity can have important consequences at the population level. It influences the genetic variability of a population, the reproductive success of males and the fitness of females and future generations. It also influences male-male interactions for fertilization and it is fundamental in providing opportunity of female choice. I investigated the occurrence and the importance of multiple paternity within fruits in natural populations of the dioecious Silene latifolia using microsatellite DNA markers, especially developed for this study. I found that multiple paternity occurs in all populations investigated in the European range of the species, varying from one to nine sires per fruit with a mean of three, suggesting that multiple paternity is highly prevalent in natural populations. In the presence of multiple paternity I investigated if there was a female genotype influence on siring success of the males. I used the same pollen mixture from two males and applied it to three replicate females of different relatedness (two full sisters and one unrelated). I found female genotype influence in one of the two populations investigated, which might reflect different population history. Since these results suggested some degree of female choice, we investigated whether the occurrence of multiple paternity and post-pollination selection could provide opportunity for inbreeding avoidance. First, I measured inbreeding depression at different life-cycle stages for offspring obtained by single-donor crosses with brothers or unrelated males replicated on distinct flowers on the same female plant. To address inbreeding avoidance, I determined paternity in crosses using mixed pollen loads of the two males. I found significant inbreeding depression in the studied population, even under benign experimental conditions, and although the unrelated male did not sire significantly more offspring, there was an effect of genetic dissimilarity on paternity. This suggests that paternity is affected by relatedness among mates, but maybe additionally affected by other factors such as pollen competitive ability or male-female interactions. Using inbred and outbred crosses, I further investigated sex ratio bias inheritance in this species, and found that sex ratio bias of the parental generation was significantly correlated to pollen germination success of the F2 generation, which suggests that sex ratio bias in this species results from the specific X/Y combination and not only on Y performance. An effect of X and Y is consistent with sex chromosome meiotic drive. In conclusion, I found multiple paternity to be widespread in the study species and that females of similar genotype produce similar paternity shares. I found that inbreeding depression is substantial, therefore receiving pollen from several donors might lead to fewer inbred offspring, I also found an effect of genetic dissimilarity on paternity shares, which indicates that there is some ability to discriminate against related pollen, although this seems not to be the only determinant of paternity outcome. Finally I found sex ratio bias to be dependent on both X and Y chromosomes as predicted by sex chromosome meiotic drive. Résumé Plusieurs études ont démontré qu'il n'était pas rare que les graines contenues dans un même fruit soient issues de la fécondation par plusieurs pollens provenant de mâles différents, ce qui sous-entend que les plantes peuvent avoir plusieurs partenaires sexuels. La paternité multiple peut avoir d'importantes conséquences au niveau populationnel dans la mesure où elle peut influencer le degré de variabilité génétique de la population, le succès reproducteur des mâles, la fitness des femelles et des futures générations. La paternité multiple peut également avoir un impact sur les interactions mâle-mâle lors de la fertilisation et peut être considérée comme fondamentale vis-à-vis de la femelle, qui y trouve alors une opportunité de choisir son ou ses partenaires. Dans le cadre de ce travail de thèse j'ai cherché à déterminer si la paternité multiple était un phénomène observable et important dans les populations naturelles de l'espèce dioïque, Silene latifolia. Pour ce faire, j'ai utilisé des marqueurs microsatellites, spécialement développés pour cette étude. J'ai observé des phénomènes de paternité multiple dans toutes les populations de l'étude, réparties dans l'aire de distribution européenne de l'espèce. Le nombre de pères par fruit varie de un à neuf, avec un nombre moyen de trois, ce qui signifie que la paternité multiple est très répandue dans les populations naturelles. En raison de ces résultats, je me suis demandée si le génotype de la femelle influence le succès de paternité des mâles. J'ai alors réalisé des pollinisations manuelles sur la base d'un mélange de pollens issus de deux mâles, que j'ai appliqué sur trois femelles (réplicats) présentant différents degrés d'apparentement (deux soeurs. et une femelle étrangère). Il ressort de cette expérience que le génotype de la femelle peut influencer la paternité dans l'une des deux populations étudiées, ce qui pourrait refléter des différences en terme d'histoire des populations. Dans la mesure où ces résultats suggèrent un certain degré de choix chez la femelle, j'ai cherché à savoir si la paternité multiple et la sélection post-pollinisation pouvaient être des moyens d'éviter les croisements consanguins. Dans un premier temps, j'ai évalué la dépression de consanguinité à différentes étapes du cycle de vie chez des descendants issus de croisements à un seul donneur, celui-ci étant alternativement un frère ou un étranger, répliqués sur plusieurs fleurs d'une même plante femelle. Afin d'estimer l'évitement de croisements consanguins, j'ai effectué des croisements dont le pollen était un mélange des deux mâles (frère et étranger), puis j'ai déterminé la paternité dans les fruits obtenus. J'ai pu mettre en évidence un effet de dépression de consanguinité- significatif dans les populations étudiées, même dans des conditions expérimentales moins rudes qu'à l'extérieur. Bien que le mâle étranger n'ait pas engendré un nombre significativement plus important de graines, il y avait un effet de dissimilarité génétique sur la paternité. Ceci suggère que la paternité est affectée par le degré d'apparentement entre les partenaires, mais qu'elle peut aussi être affectée par d'autres facteurs tels que la compétitivité du pollen ou encore par les interactions mâles-femelles. L'utilisation de croisements consanguins et hybrides m'a également permis d'étudier l'héritabilité du biais de sex ratio chez cette espèce. Il s'est avéré que le biais de sex ratio de la génération parentale était significativement corrélé au succès de germination du pollen de la génération F2, ce qui signifie que, chez cette espèce, le biais de sex ratio résulte d'une combinaison spécifique de X/Y et non uniquement de la performance de Y. Un effet de X et Y est compatible avec l'hypothèse de distorsion de ségrégation méiotique des chromosomes sexuels. En conclusion, il ressort de mes résultats que la paternité multiple est un phénomène largement répandu chez S. latifolia et la paternité accomplie par un mâle est plus similaire entre soeurs qu'avec une femelle étrangère J'ai également mis en évidence que la dépression de consanguinité a un impact considérable; aussi, recevoir du pollen de plusieurs donneurs différents pourrait permettre à la femelle de produire moins de descendants consanguins. J'ai aussi trouvé un effet de la dissimilarité génétique sur le partage de paternité, ce qui indique que la discrimination contre le pollen d'apparentés est possible, bien que cela ne semble pas être le seul facteur déterminant dans le résultat de la paternité. Enfin, j'ai trouvé que le biais de sex ratio est dépendant des deux chromosomes X et Y, conformément à la théorie de distorsion de ségrégation méiotique des chromosomes sexuels.

V Jornada Tècnica de l’Arròs

En aquesta jornada de l’arròs, un any més, es donaran a conèixer els resultats més rellevants dels assajos realitzats durant la darrera campanya. Part dels treballs estan consolidats des de fa força temps, com serien els assajos de varietats i el control de malalties; mentre que d’altres resulten més novedosos, com seria el control biològic del chilo o l’aplicació de purins a l’arròs; d’altres ja porten algunes campanyes i serà força interessant fer balanç d’aquests treballs. Per finalitzar es farà una important reflexió sobre la situació actual dels fitosanitaris en el cultiu de l’arròs. És important que els assistents puguin debatre les diferents temàtiques abordades i, per tant, enriquir el contingut d’aquesta jornada. Aquesta jornada tècnica és fruit de l’esforç i la coordinació de tots els tècnics i institucions que es dediquen al conreu de l’arròs. Creiem que el contingut de la jornada els serà força interessant i assolirà les seves expectatives.

Relació entre fotosíntesi i respiració en cultius sotmesos a estrés hídric mitjançant isòtops estables

Report for the scientific sojourn carried out at the Universite Paris Sud – XI, France, from July until october 2007. The relationship between photosynthesis and respiration were studied in crops using carbon and nitrogen stable isotopes under well watered and water-stressed conditions. The analyses of the 13C isotopic composition (δ13C) of total organic matter (TOM) recently fixed of well-watered plants revealed that it was mainly delivered to apical tissues and tap root. The fact that that the apical leaf and stems together with the inflorescences were d13C depleted, suggests that those tissues were newly formed and had a larger sink strength and metabolic activity. Secondly, the analyses of δ13C of respired CO2 immediately after the labelling (T=0) showed that a significant part of the C respired by leaves and nodules proceeded of the recently fixed CO2. In the following harvests (T=7 and T=14) such percentage tended to decrease, especially in apical leaves. Interestingly, the respiration d13C data also highlighted that even if at T=0 part of the respired proceeded from the CO2 fixed during the labelling, this percentage was even larger at T=7. Finally, the d15N also revealed that, similarly to what described for 12C, immediately after the 15N2 labelling (T=0), apical leaf and stems, together with tap root and in this case the nodules, were the tissues with larger sink strength. It is noteworthy the fact that the largest amount of N2 newly fixed was delivered to the tap roots where it was stored until it was required for the aboveground regrowth period.

Desarrollo y aplicación de estrategias de control avanzado en procesos biológicos de tratamiento de efluentes contaminados

En este proyecto se ha desarrollado estrategias de control avanzadas para plantas de depuración de aguas residuales urbanas que eliminan conjuntamente materia orgánica, nitrógeno y fósforo. Las estrategias se han basado en el estudio multivariable del comportamiento del sistema, que ha producido subsidios para la utilización de lazos de control feedforward, de control predictivo y de un control de costes que automáticamente enviaba las consignas más adecuadas para los controladores de proceso. Para el desarrollo de las estrategias, se ha creado un sistema virtual de simulación (simulador) de plantas de depuradoras, basado en datos de literatura. Para el caso de una planta real, se ha desarrollado un simulador de la planta de Manresa (Catalunya). Sin embargo, el sistema de Manresa se ha utilizado exclusivamente para auxiliar los ingenieros de la planta en la tomada de decisiones de cambio de configuración para que la eliminación de fósforo se dé por la ruta biológica y no por la ruta química. La implementación de los simuladores ha permitido hacer muchas pruebas que en una planta real demandarían mucho tiempo y consumirían muchos recursos energéticos y financieros. Las estrategias de control más elaboradas han podido ahorrar hasta 150.000,00 Euros por año en relación a la operación de la planta sin el control automático. Cuanto a los estudios del modelo de la planta real, se concluyó que la eliminación biológica de fósforo puede sustituir el actual proceso químico de eliminación de fósforo, bajando los costes operacionales (costes del agente precipitante).

II Jornadas Nacionales de Olivicultura de la SECH, 2 y 3 de Marzo de 2009, Tarragona

El grupo de olivo de la SECH se formó en el año 2005 con la vocación de favorecer la integración y la discusión de los investigadores que trabajan en temas relacionados con el olivar, las almazaras y la calidad del fruto, tanto del aceite de oliva como de la aceituna de mesa. Para favorecer este debate, en octubre de 2006, se realizaron las I Jornadas en Córdoba, y en ellas se abordaron tres temas: nuevas tendencias en la elección vegetal, plantaciones superintensivas y sistemas de manejo del suelo. En las II Jornadas que se van a realizar en Tarragona se debatirán distintos temas como el material vegetal, algún enfoque de la olivicultura sostenible, tecnología de almazaras y calidad del aceite de oliva.

Agronomic and commercial performance of four Spanish carob cultivars

The carob tree (Ceratonia siliqua) shows interesting prospects for some coastal Mediterranean growing areas and is widely used for industrial, agricultural, and ornamental purposes. It can be an alternative crop adapted to part-time farming and can also be used to regenerate vegetation in areas with a mild climate and erosion problems. Four Spanish carob cultivars were examined (Banya de Cabra, Duraio, Matalafera, and Rojal) to determine the one that performed the best for planting new orchards in northeastern Spain (Catalonia). The trees in this rain-fed trial (average rainfall of 500 mm) were planted in 1986 using seedling rootstocks that were budded in 1987. The trees were trained using the free-vase system and were spaced 8 x 9 m (138 trees/ha including 12% pollinators). The results showed that ‘Rojal’ was the earliest bearing cultivar. However, no significant differences were observed for cumulative pod production 18 years after budding. With respect to cumulative seed yield, ‘Duraio’ had the highest production (95 kg/tree). The lowest tree vigor (trunk cross-section) was observed in ‘Matalafera’. ‘Rojal’ trees produced the largest pods (average fruit weight of 18.9 g) and lowest seed content (11.8%), while ‘Banya de Cabra’ and ‘Duraio’ produced the smallest fruit (weighing 15.3 and 16.2 g, respectively) with the highest seed content (15.2% and 17.3%, respectively). Gum content, expressed as a percentage of the dry weight, was highest in ‘Duraio’ (56.9%) and was lowest in ‘Rojal’ (54.1%). Thus, in terms of kernel and pod production, ‘Duraio’ appeared to be the best-performing female cultivar for planting new carob orchards

Aproximació a l’estudi de la percepció i la interacció amb l’entorn vegetal en societats caçadores recol•lectores i agricultores ramaderes (10,000-4,000 cal ANE). Resultats de l’estudi arqueobotànic del jaciment arqueològic de la Cova de Can Sadurní (Begues, Baix Llobregat)

Revisió historiogràfica de l’estudi del paisatge, el territori i l’entorn. Aprofundiment teòric en tres conceptes: entorn, interacció i percepció. Proposta metodològica destinada a l’estudi de la percepció de l’entorn i la interacció amb aquest per part de societats prehistòriques. Aplicació de la metodologia al jaciment de Can Sadurní (Begues, Baix Llobregat) a partir de l’estudi de les restes carpològiques dels nivells mesolítics i del neolític antic (des de la capa 21 fins a la 10) interpretades en el context arqueològic disponible.

La gestió del subministrament d'aigua potable a la comarca de l'Alt Empordà

El treball tracta sobre la gestió de l’aigua a la Comarca de l’Alt Empordà i per fer-ho comença analitzant la legislació de la Unió Europea sobre gestió hidràulica i les transposicions que se n’han fet a l’estat espanyol; també es recull el que és la legislació pròpia de l’estat i la de la Comunitat Autònoma de Catalunya. En aquest darrer punt és on es comença una anàlisi més detinguda i finalment el treball es centra en la comarca de l’Alt Empordà on encara conviuen diferents maneres de gestionar l’aigua: amb xarxa mancomunada, amb pobles amb captació pròpia i alguns pobles on encara no existeix la xarxa pública d’aigua en ple segle XXI per rocambolesc que això pugui semblar. S’analitzen dins de la comarca les diferents xarxes existents, quines són les normatives que les regeixen i els seus respectius òrgans de gestió. I encara concentrant-ho més s’analitza concretament el cas de Vila-sacra (el meu poble) on la xarxa pública d’aigua es va construir tot just a partir de l’any 2003 i per tant on m’ha estat relativament fàcil seguir les passes de l’inici de l’ajuntament com a administració que s’encarrega a partir de la construcció de la xarxa, de gestionar tant la captació, com el tractament, la posterior distribució i el cobrament final d’aquesta aigua consumida pels veïns inclosos els cànons establerts per l’ACA i que després ha de liquidar a l’entitat superior. M’ha servit per analitzar quina part de la xarxa es paga amb fons municipals, quina amb la contribució dels veïns i què es considera xarxa en alta i per tant va a càrrec de l’ACA com a administració hidràulica superior a Catalunya. La conclusió del treball m’ha portat a proposar que la millor solució per una comarca especialment complicada com és l’Alt Empordà amb un gran nombre de municipis (concretament 68) seria la d’establir una xarxa mancomunada comuna a tots els municipis o potser dues si volguéssim distingir els municipis d’interior i més essencialment rurals dels de costa i que tenen una forta influència del turisme, cosa que fa que la demanda d’aigua no sigui lineal sinó que tingui pics de consum a l’estiu que és precisament l’estació més seca de l’any. En definitiva, no podem desentendre’ns d’aquest recurs tan vital perquè tots som responsables d’un ús eficient. Així, una mena d’inici d’aplicació d’aquesta solució hauria de passar per la creació d’un ens ultramunicipalista, o per exemple, aprofitar-ne un de ja creat i en ple funcionament com és la xarxa establerta pel Consorci de la Costa Brava (pels pobles de costa i turístics) i després unificar tota la resta de la comarca i que tota s’abastís directament del Pantà de Boadella. La despesa inicial de construcció de la xarxa potser seria important però el resultat analitzat amb el pas de temps necessàriament hauria de ser positiu i probablement no es tornaria a donar una situació de sequera tan crítica com la recentment viscuda, durant la qual es va arribar a aprovar un transvasament d’urgència d’aigua de l’Ebre fins a l’àrea de Barcelona. Durant aquella crisi, els embassaments van estar per sota del 30%, es van organitzar portades d’aigua en vaixell, es va restringir el reg i els usos ornamentals a les conques internes (les comarques de Barcelona, Girona i del Camp de Tarragona) i es va estar a un pas de decretar restriccions al consum humà a l’àrea de Barcelona. Aquesta situació ens va fer replantejar a tots nivells el tema del consum d’aigua i de si realment el nostre territori pot assumir o no més construcció i per tant més població o unes instal•lacions que comporten un gran consum d’aigua com per exemple més camps de golf. Un any després, el panorama és ben diferent. Els embassaments estan tots per sobre del 80%, les muntanyes dels Pirineus han acumulat durant l’hivern una generosa i inusual reserva de neu, les amenaces de restriccions han quedat enrere i els transvasaments d’aigua de les conques de l’Ebre cap a l’àrea de Barcelona, amb el conflicte polític i territorial que això comportava, han estat aparentment descartats i fora de l’agenda política del país. Però no s’ha d’oblidar que el problema continua latent.

Plants used in traditional medicine of China and Brazil

Eventhough the rationale behind the use of medicinal plantes in Brazil and Chine is different, twenty four species are used in both countries. Scientific name, vulgar name and uses in both countries along with their chemical constituents are listed.

Estudi de noves tècniques per a l'eradicació de l'Arundo donax

El present estudi proposa millores en les tècniques d’eradicació de l’Arundo donax utilitzades actualment. Per tal de realitzar-lo s’ha fet un extens recull bibliogràfic i d’experiències en l’eradicació de la canya avaluant els impactes al medi que exerceix cada una d’elles i estudiant-ne la viabilitat o no. Es tracta d’una petita experiència que serveix per sumar esforços en el complicat repte de l’eradicació de la canya als llocs on ha estat introduïda.

Estimating patterns of leaf herbivory along an altitudinal transect in NE Queensland rainforests: might global warming increase leaf herbivory in tropical rainforests?

Climate change has been taking place at unprecedented rates over the past decades. These fast alterations caused by human activities are leading to a global warming of the planet. Warmer temperatures are going to have important effects on vegetation and especially on tropical forests. Insects as well will be affected by climate change. This study tested the hypothesis that higher temperatures lead to a higher insect pressure on vegetation. Visual estimations of leaf damage were recorded and used to assess the extent of herbivory in nine 0.1ha plots along an altitudinal gradient, and therefore a temperature gradient. These estimations were made at both a community level and a species level, on 2 target species. Leaf toughness tests were performed on samples from the target species from each plot. Results showed a strong evidence of increasing insect damage along increasing temperature, with no significant effect from the leaf toughness.

Variació dels estatges vegetals a l'àrea de la Bruguera (Girona) en els darrers cent anys

Treball de recerca realitzat per alumnes d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit cientí­fic del Jovent l'any 2009. Aquest treball s'ha basat en la comparació altitudinal de determinades espècies vegetals (i per tant dels estatges) respecte els últims cent anys en una zona de la vall de Ribes; concretament des de la serra de St. Amanç fins a la població de Bruguera, passant per els Llisos del Taga. La realització del treball implica primerament la recerca d'estudis i dades anteriors fets sobre el tema, que generalment es basaria en dos estudis ja esmentats en el treball, els quals són un catàleg florístic de la vall de Ribes (de Josep Vigo) i un article de característiques molt semblants al nostre treball (de Jonathan Lenoir), així com també l¡elecció de la metodologia i de les espècies a estudiar. L'altra part es basa en fer un comptatge i identificació de les espècies trobades en diferents zones. En el moment de fer la delimitació de les zones hem tingut en compte l'alçada i l'orientació i s'han subdividit aquestes zones en quadrants per facilitar el comptatge i identificació. Una vegada comparats els resultats amb els estudis fets anteriorment s'ha arribat a la conclusió que hi havia un canvi altitudinal de les espècies prou significatiu. Unes de les interpretacions d'aquest resultat observat podria lligar-se al canvi de temperatures que ha sofert la vall en els últims anys degut al canvi climàtic.

Estudi del banc de llavors d'un sòl

Treball de recerca realitzat per una alumna d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit cientí­fic del Jovent l'any 2009. Es tracta d'un estudi basat en les capacitats naturals regeneratives del sòl. Aquesta investigació se centra en quin grau és possible que la coberta vegetal d'unes terres que han patit pertorbacions externes (incendis, talades, etc.) pugui regenerar-se i desenvolupar-se de manera natural. De manera que, la recerca està basada en bon grau en el banc de llavors que posseeix un determinat terreny, ja que és a partir d'aquest d'on es tornarà a repoblar l'indret en qüestió. Concretament, la hipòtesi directora del treball afirma que sense la intervenció humana és possible l'aparició de nova vegetació després de l'efecte d'una pertorbació que hagi danyat totalment la coberta vegetal d'un indret. La part més experimental consisteix molt esquemàticament en realitzar diversos mostrejos a tres terrenys de diferent tipus, concretament un bosc, un conreu i un camp abandonat, per sotmetre'ls a estudi durant aproximadament cinc mesos. A partir d'aquest estudi apareixeran un seguit de conclusions que no tan sols tenen a veure amb la hipòtesi plantejada prèviament. La recerca ha conduït a conclusions incialment no tingudes en compte, però la idea principal del treball és que sí que és possible la regeneració natural de la coberta vegetal d'un indret a partir dels propàguls que aquest conté.

Estudi comparatiu del sòl d'una vinya de Sant Pere de Ribes

Treball de recerca realitzat per una alumna d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l'any 2009. Anàlisi comparatiu de diferents propietats del sòl d’una vinya on s’ha observat que els peus presenten un creixement desigual. A partir d'una observació a simple vista de les plantes de la vinya i del sòl sobre el qual es desenvolupen, es proposa la hipòtesi de que el sòl pot ser un factor determinant per aquest creixement desigual. Després de fer una recerca bibliogràfica sobre l’edafologia, les propietats del sòl i els tipus de sòl que es poden trobar als voltants de Sant Pere de Ribes, l’autora ha fet una selecció de propietats físico-químiques que poden estar més relacionades amb el creixement de les plantes. Després de fer el mostreig i seguir els protocols de laboratori s’han analitzat els resultats i s’han redactat les conclusions. Les propietats estudiades han permès determinar els tipus de sòl, uns sòls de textures entre franco-arenoses i areno-franques. S’ha trobat també una correlació entre les diverses propietats estudiades: un sòl de porositat elevada, que presenta valors alts de velocitat d’infiltració i per tant amb baixa capacitat de retenció d’aigua disponible, no sembla el sòl ideal per al desenvolupament de les plantes de vinya. A partir del treball es plantegen noves incògnites sobre les adaptacions dels ceps a aquests tipus de sòl o sobre la qualitat del raïm que s'hi pot desenvolupar.