Deuteromicets de la Fam. Melanconiacies parasits de les plantes a Catalunya

S¿han déterminat més de 30 espècies de fongs fitoparàsits a partir de les anàlisis realitzades en unes 40 espècies de patrons. Entre aquests fongs s'inclouen tant espècies parasites de fulles com de tubercles, de l'escorça de branques o d'arrels etc. Les mostres recol.lectades a diferents localitats de Catalunya foren analitzades directament en el laboratori i si el cas ho requeria es procedia a l'aïllament de l'espècie infectant seguint les tècniques de E. Hellmers modificades. Els patògens observats pertanyen a la Fam. Melanconiàcies de l'O. Melanconials.

Procés participatiu d'informació i debat entorn els transgènics agrícoles : el cas d'Artesa de Lleida i el cas d'Alella

Un procés participatiu d’informació i debat entorn els transgènics agrícoles presenta l’objectiu de mitigar importants carències que es donen en la situació actual. Una metodologia eficaç per a la resolució de conflictes socioambientals com la qüestió dels OMGAs, és la IAP, una corrent de la sociologia participativa. Representa un mètode d’investigació i acció amb l’objectiu d’obtenir un nou coneixement que cerca la transformació de la situació existent, mitjançant la integració dels sabers de diferents àmbits i basant la investigació en la participació dels propis col·lectius a investigar. Seguint aquesta filosofia, s’han portat a terme dos processos participatius als municipis d’Artesa de Lleida i Alella, amb la intenció de generar un espai de reflexió i debat entorn la temàtica. Tot i ser dos municipis de caràcter diferents, rural i semiurbà, i amb participants procedents de diferents àmbits, els resultats van ser molt similars.

Zones lliures de transgènics a Europa : origen, desenvolupament i implantació a l'Estat Espanyol i a Catalunya

El nou moviment de les Zones Lliures de Transgènics (ZLT) sorgeix dels moviments d’oposició als OMGAs, paral·lement al debat que està tenint lloc en el sí de la UE, entorn la viabilitat de la coexistència entre l’agricultura transgènica i la convencional o ecològica. Aquest moviment que s’articula des de la dimensió local però amb un marcat simbolisme i rellevància en l’àmbit global, constitueix una important eina de desobediència civil dins el marc regulatori de la UE. Actualment, dins el context europeu, és a l’Estat Espanyol on es concentra la major superfície de blat de moro MG a escala comercial, cosa que dificulta l’establiment de ZLT. Aquest moviment, que reivindica la sobirania de les regions dins el gegant europeu, constitueix una alternativa real al model de producció, consum i dedesenvolupament actuals.

Efectes no intencionats de transgens i optimització de la producció de pèptids antimicrobians d'ús fitosanitari en plantes-biofactoria

Actualment s’està duent a terme el projecte de tesi consistent en estudiar la producció de pèptids antimicrobians d'ús fitosanitari en plantes-biofactoria. Durant aquest període de la tesi doctoral he realitzat la transformació (mitjançant Agrobacterium tumefaciens) de plantes d’arròs per a la síntesi massiva d’una sèrie de pèptids antimicrobians, BP188, BP183, BP183TAG, BP215, BP173 i BP178. Es tracta d’una sèrie de derivats de BP100 que presenta unes propietats fitosanitàries molt interessants: elevada activitat contra bacteris d’interès fitosanitari, toxicitat reduïda i estabilitat moderada. El treball que he realitzat per dur a terme aquesta tasca ha requerit inicialment realitzar els clonatges necessaris per a les transformacions; per a continuació realitzar les transformacions de calls d’arròs varietat Sènia, seleccionar les cèl•lules transformades, regenerar plantes transgèniques i analitzar-ne la presència del transgén.

Utilització de plantes d'Arabidopsis thaliana mutants de CK2 per a l'establiment de línies cel·lulars i per a l'estudi de la implicació de la CK2 en l'estructuració de la cromatina

La proteïna CK2 és una Ser/Thr fosfotransferasa evolutivament conservada. Està formada per dues subunitats diferents, α (catalítica) i β (reguladora), que s’associen en un complex heterotetramèric (α2β2). L’activitat d’aquest enzim està regulada per varis mecanismes que la modulen diferencialment en funció del substrat, entre ells, la localització subcel·lular de les diferents subunitats. A partir de plantes transgèniques que contenen les subunitats de CK2 fusionades a una proteïna fluorescent (GFP o YFP) hem establert línies cel·lulars que permetran analitzar, en treballs futurs, els canvis de localització subcel·lular de les subunitats de CK2 provocats per diferents estímuls. La CK2 intervé en un gran nombre de processos cel·lulars, entre d’altres, metabolisme, transport a nucli, control del cicle cel·lular i reparació del DNA. Amb la finalitat d’estudiar el paper de la CK2 en el desenvolupament de les plantes, membres del grup van generar un mutant dominant negatiu per transformació estable de plantes d’Arabidopsis thaliana. Estudis previs mostraven que la pèrdua d’activitat CK2 en aquestes plantes provocava una alteració de l’activitat mitòtica i un bloqueig del cicle cel·lular. Els resultats obtinguts en aquest treball indiquen que aquests fenotips podrien ser conseqüència de la implicació de la CK2 en processos d’estructuració de la cromatina.

Aspectos metabólicos y multivitamínicos del maíz

La deficiencia de vitamina A causa 2.2 millones de muertes al año. Por tanto, investigadores intentan elevar el contenido de β-caroteno y otros carotenoides en cereales mediante la ingeniería genética. Mi trabajo consistió en analizar carotenoides en maíz y callos de arroz transgénico con el fin de indentificar y cuantificar estos pigmentos y además analizar la ruta metabólica de los mismos. Por tal motivo, desarrollaré una técnica analítica por HPLC y UHPLC que me permitió separar la mezcla de carotenoides. Estas moléculas se detectaton utilizando un detector de arreglo de diodos y masas. Con éste último se probaron distintas técnicas de ionización (ESI, APCI y APPI) para encontrar la mejor técnica que ionizara carotenos y xantófilas. Además se hallaron transiciones para identificar a cada uno de los carotenoides. Para mostrar la confiabilidad del método analítico, realicé la validación del mismo y determiné factores importantes que influyen en el análisis de carotenoides, como por ejemplo, su estabilidad química. Para analizar la ruta metabólica de los carotenoides, se realizaron distintos experimentos, entre ellos, introducir distintas combinaciones de genes en el maíz y arroz que permitieran entender cuáles eran las enzimas importantes que permitían la acumulación de carotenoides. También se analizó la biosíntesis de carotenoides a distintas etapas del desarrollo de la semilla de maíz, desde los 15 días después de la polinización (DAP) hasta los 60 DAP y su estabilidad química a lo largo de todo este período. Finalmente, se profundizó en la identificación de nuevos carotenoides encontrados en las muestras, como los oxo-carotenoides (utilizados en la industria como colorantes). Para llevar acabo su identificación, se realizaron pruebas químicas, se determinaron sus espectros visibles y sus fragmentos por masas.   

Deu anys de seguiment demogràfic i genètic d"Stachys maritima a Catalunya (2001-2010). Implicacions per a un pla de recuperació.

Ten years of demographic and genetic monitoring of Stachys maritima in Catalonia (2001-2010). Implications for a recovery plan.- Stachys maritima is a species typical of the coastal dunes, with a wide distribution within the Mediterranean Basin. In spite of this, the species shows a clear regression. In Catalonia, it has been observed an important reduction of its populations since early 20th century, where it has disappeared from several localities in which it was relatively common (Tarragonès, Barcelonès). Herein we present the results of the demographic monitoring of the species during the last 10 years (2001-2010) in the known localities in Catalonia. Besides corroborating the disappearance (northern Sant Martí d'Empúries), the re-discovering (Llobregat Delta beach) and the detection of new populations (inner dunes of the Montgrí), a large year-to-year fluctuation of the monitored populations is stated; the possible reasons are discussed. In addition, the present work also includes the results of the allozyme diversity analysis of the new detected populations as well as the rediscoveries of the period 2004-2008, which were not included in a former study of genetic diversity carried out in 2002-2003. It is necessary to emphasize that the contribution of the new populations to the genetic diversity of Stachys maritima is very small, which can be attributed to their limited population size and /or to founder effects. Despite that the species is included in the Annex 2 ('En Perill d'Extinció') within the Catàleg de Flora Amenaçada de Catalunya (Catalogue of Endangered Flora of Catalonia), and some 'soft' conservation measures have been applied at local level (signposting of the beach accesses, environmental education, etc.) coupled with other more significant measures (e.g. translocation of individuals discovered in an artificial sandbank), it would be necessary the coordinated action and the scientific support of any initiative of conservation that could be carried out. The general frame to initiate actions of conservation should be the recovery plan of Stachys maritima, whose draft and application is mandatory in accordance to the Catàleg.

Espècies fitoparàsites de la Família Esferopsidàcies a Catalunya

L'anàlisi fitosanitària d'unes 40 especies de plantes precedents de diferents localitats de Catalunya, ens ha permès de detectar la presencia de mes de 40 especies de la Fam. Esferopsidàcies que pertanyen a 13 generes. Entre els patrons figuren algunas especies de fongs com Oidium ambrosiae, O. erysiphoides, Uromyces geranii, U. striatus i Tranzschelia pruni-spinosae, que a la vegada son parasitades per altres fongs d'aquesta familia. Cal precisar que si bë algunes d¿aquestes especies han estat citades per nosaltres (Fongs Imperfects paràsits de les plantes a Catalunya, Quaderns Agraris nº 1) algunes altres, com s'indica en la publicació abans esmentada, són noves per Catalunya.

Notes breus (flora). Nasella neesiana (Trin. & Rupr.) Barkworth and N. mucronata (Kunth) R.W. Pohl in Barkworth dues gramínies al·lòctones noves a Catalunya

Nota breu de flora que fa referència a la presència al NE del Principat de dues espècies noves de Nasella (N. neesiana i N. Mucronata), originàries de l’ Amèrica del Sud

Deu anys de seguiment demogràfic i genètic d’Stachys maritima a Catalunya (2001-2010). Implicacions per a un pla de recuperació

Ten years of demographic and genetic monitoring of Stachys maritima in Catalonia (2001-2010). Implications for a recovery plan.- Stachys maritima is a species typical of the coastal dunes, with a wide distribution within the Mediterranean Basin. In spite of this, the species shows a clear regression. In Catalonia, it has been observed an important reduction of its populations since early 20th century, where it has disappeared from several localities in which it was relatively common (Tarragonès, Barcelonès). Herein we present the results of the demographic monitoring of the species during the last 10 years (2001-2010) in the known localities in Catalonia. Besides corroborating the disappearance (northern Sant Martí d’Empúries), the re-discovering (Llobregat Delta beach) and the detection of new populations (inner dunes of the Montgrí), a large year-to-year fluctuation of the monitored populations is stated; the possible reasons are discussed. In addition, the present work also includes the results of the allozyme diversity analysis of the new detected populations as well as the rediscoveries of the period 2004-2008, which were not included in a former study of genetic diversity carried out in 2002-2003. It is necessary to emphasize that the contribution of the new populations to the genetic diversity of Stachys maritima is very small, which can be attributed to their limited population size and /or to founder effects. Despite that the species is included in the Annex 2 (“En Perill d’Extinció”) within the Catàleg de Flora Amenaçada de Catalunya (Catalogue of Endangered Flora of Catalonia), and some “soft” conservation measures have been applied at local level (signposting of the beach accesses, environmental education, etc.) coupled with other more significant measures (e.g. translocation of individuals discovered in an artificial sandbank), it would be necessary the coordinated action and the scientific support of any initiative of conservation that could be carried out. The general frame to initiate actions of conservation should be the recovery plan of Stachys maritima, whose draft and application is mandatory in accordance to the Catàleg

L’éthique et l’acceptation sociale des innovations technologiques. Le cas des vaccins transgéniques

La technologie est une manière pour la science d’exprimer son côté pratique en plus d’être un moyen de traduire les connaissances lors de vraies applications scientifiques, mais ce processus peut engendrer une variété de défis moraux et éthiques. Le champ des biotechnologies laisse entrevoir de grandes réalisations pour les sociétés, y compris des traitements médicaux révolutionnaires et des aliments modifiés génétiquement, lesquels seraient sécuritaires, accessibles et largement disponibles. Mais peu de produits ont réussi le saut dans le panier du consommateur. Dans un des domaines d'application les plus prometteurs, tel celui des biotechnologies agricoles, certaines technologies n’ont pas encore entièrement émergé des laboratoires et ces produits, qui sont à l’heure actuelle sur le marché, ont été la source de polémiques significatives. L’étude présente se concentre sur le cas des vaccins faits à partir de plantes transgéniques qui, au cours des 15 dernières années, a peine à passer outre l’étape de la preuve de conception. Ces vaccins stagnent là où ils auraient dû accomplir la « promesse d'or » de fournir à bas coût une inoculation efficace pour les populations pauvres des pays en voie de développement. La question examinée dans cet essai est pourquoi, au-delà du processus de la découverte et de la conceptualisation, de telles technologies éprouvent des difficultés à atteindre leur maturité et ainsi retarde l’implantation dans les sociétés contemporaines ? Quels facteurs particuliers, sous l’angle de la bioéthique, auront besoin d’une reconsidération dans le cas échéant d’une mise en application de ces technologies pour être acceptées par les consommateurs, et avoir ainsi un impact positif sur la santé globale et l’accès équitable aux soins de santé ?

Ultrastructural characterisation of the cell wall of Arabidopsis thaliana transgenic plants

The plant cell wall is a strong fibrillar network that gives each cell its stable shape. It is constituted by a network of cellulose microfibrils embedded in a matrix of polysaccharides, such as xyloglucans. To enlarge, cells selectively loosen this network. Moreover, there is a pectin-rich intercellular material, the middle lamella, cementing together the walls of adjacent plant cells. Xyloglucan endotransglucosylase/hydrolases (XTHs) are a group of enzymes involved in the reorganisation of the cellulose-xyloglucan framework by catalysing cleavage and re-ligation of the xyloglucan chains in the plant cell wall, and are considered cell wall loosening agents. In the laboratory, it has been isolated and characterised a XTH gene, ZmXTH1, from an elongation root cDNA library of maize. To address the cellular function of ZmXTH1, transgenic Arabidopsis thaliana plants over-expressing ZmXTH1 (under the control of the CaMV35S promoter) were generated. The aim of the work performed was therefore the characterisation of these transgenic plants at the ultrastructural level, by transmission electron microscopy (TEM).The detailed cellular phenotype of transgenic plants was investigated by comparing ultra-thin transverse sections of basal stem of 5-weeks old plants of wild type (Col 0) and 35S-ZmXTH1 Arabidopsis plants. Transgenic plants show modifications in the cell walls, particularly a thicker middle lamella layer with respect the wild type plants, supporting the idea that the overexpression of ZmXTH1 could imply a pronounced wall-loosening. In sum, the work carried out reinforces the idea that ZmXTH1 is involved in the cell wall loosening process in maize.  

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.

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.

Béns i serveis associats als ecosistemes de fanerògames marines i estimacions de pèrdues causades per la seva degradació

Les praderies de posidònia de la costa catalana són ecosistemes d’alta importància, ja que tenint en compte la seva poca extensió, ens aporten una gran multiplicitat de béns i serveis ecosistèmics. No obstant, els danys observats en els prats en les últimes dècades, tant pel que fa a la regressió en superfície com a la pèrdua d’integritat ecològica, ens indiquen que aquests ecosistemes s’estan enfrontant a una crisi causada principalment per les pressions de les activitats antròpiques a les zones costaneres. En aquest projecte es pretenen identificar tots els béns i serveis que ens proporcionen aquests herbeis, així com també dictaminar quina és la importància de cada un d’ells en el context de la costa catalana. D’altra banda, es pretenen avaluar els impactes i conseqüències de la seva degradació i també quantificar, de manera relativa, la pèrdua d’aquests béns i serveis a la costa catalana, partint de la base que, segons els resultats obtinguts, la pèrdua d’abundància en els prats ha estat d’aproximadament el 60% des d’un hipotètic estat “pre-industrial” fins l’actualitat.