La revegetació en el control biològic de plagues

Una de les estratègies de control de les plagues d’insectes que s’estan imposant actualment és l’aplicació de programes de control integrat. Es basa a aprofitar totes les eines de control de plagues disponibles per aconseguir mantenir les poblacions d’insectes per davall d’un llindar determinat de danys. Entre les tècniques que s’utilitzen hi ha les mesures culturals, el control biològic i el control químic mitjançant insecticides específics. El control biològic es fonamenta en la utilització d’enemics naturals dels insectes plaga per controlar- ne les poblacions. Els enemics naturals poden ser parasitoides, depredadors i patògens. El control biològic pot basar-se tant en la inoculació d’enemics naturals exòtics o autòctons com en la conservació i/o augment d’enemics naturals presents en el medi. Per al control biològic de plagues en cultius hortícoles a l’àrea mediterrània s’està utilitzant majoritàriament la conservació i l’augment d’enemics naturals.

Thaumetopoea pityocampa i nematodes entomopatògens: un mètode alternatiu de control biològic de la plaga

L’objectiu principal d’aquesta investigació és determinar la viabilitat dels nematodes entomopatògens per controlar les plagues de Thaumetopoea pityocampa, tenint en compte que presenten tot un seguit de característiques que els fan adequats per al control de diferents plagues d’insectes.

La utilització dels sistemes de control electrònic monitorat a la població penada de Catalunya

La present recerca té per objecte l’estudi de la utilització dels sistemes de control electrònic monitorat a la població penada a Catalunya. La finalitat principal del projecte és la d’analitzar l’adequació d’aquests sistemes als fins que la llei penal, processal i penitenciària els encomana i valorar la viabilitat d’ampliació de la utilització d’aquests sistemes. L’interès en la realització d’aquest estudi deriva de la constatació, per una banda, de l’existència d’una àmplia oferta de sistemes tecnològics, en constant desenvolupament i millora, que permeten un seguiment i control dels individus en la comunitat, i per altra banda, de la progressiva incorporació d’aquestes tecnologies en la legislació penal i penitenciària. La recerca parteix de la base que en l’actual context de presons superpoblades, de creixent volum de la població interna en centres penitenciaris i de recerca de mesures de major control del risc, l’anàlisi de l’ús que s’ha donat a aquest recurs legal i la valoració que de la seva utilització en fan els subjectes involucrats en la seva aplicació pot resultar cabdal per al disseny de noves polítiques penitenciàries. A més, la recerca hauria de permetre plantejar l’eventual extensió d’aquests sistemes a un major nombre de supòsits en el mateix context del tercer grau penitenciari o bé fins i tot plantejar la seva utilització en la llibertat condicional o en altres àmbits de l’execució penal.

Control biològic del Rhynchophorus ferrugineus a partir de diferents soques de nematodes entomopatògens i la seva problemàtica a Catalunya

En el present treball s’ha avaluat el potencial dels nemàtodes entomopatògens per a controlar la plaga de R. ferrugineus. Per fer-ho, s’ha determinat la susceptibilitat d’aquesta a 4 espècies diferents de nemàtodes: Steinernema carpocasae (soca B14, IDEBIO, BIOVERD), Steinernema feltiae (soca D114), Steinernema sp. (D122) i Heterorhabditis bacteriophora (soca DG46). D’altra banda, s’ha determinat la predació de Steinernema carpocapsae per part de l’àcar Centroupeda almerodai (Acari: Acaridae) per comprovar si aquest pot influir negativament en l’efectivitat de S. carpocapsae com agent de control biològic. S’ha vist que el morrut de les palmeres és molt susceptible als nemàtodes entomopatògens en especial una soca comercial (S. carpocapsae), la qual produeix mortalitats del 91,67%. Hi ha evidències de que l’àcar C. almerodai depreda les formes infectives de S. carpocapsae encara que no és suficient important com perquè es vegi compromès l’efectivitat com a bioinsecticida. L’ús de nemàtodes entomopatògens com a control biològic és una alternativa viable als mètodes químics de eficàcia similar però menys respectuosos amb el medi ambient.

Millora fisiològica de l'agent de control biològic Pantoea agglomerans EPS125 mitjançant osmoadaptació

Estudi sobre el tractament biològic amb Pantoea agglomerans EPS125 per tal d'evitar la podridura de la fruita

Biodiversitat de coleòpters i el seu paper com a plagues i com a agents de control biològic en un conreu de cítrics ecològics

El present treball estudiarà la comunitat d’espècies Coleoptera d’un camp de cítrics situat a la Selva de Camp, Tarragona, durant el període de temps dels anys 2002 fins al 2011. Els Coleoptera és l’ordre animal conegut comunament com els “escarabats” i és el més abundant i variat de tot el regne animal. Els estudis realitzats són pocs i, normalment, de les espècies més abundants (sobretot la família Coccinellidae). Totes les espècies d’aquest ordre presenten unes característiques típiques (García et al., 1989). (1) Presenten una cutícula dura, rígida i quitinitzada, amb el primer parell d’ales endurides (èlitres). Gran protecció als traumes físics. (2) Tenen una gran capacitat per retenir la humitat degut a que els estigmes s’obren els èlitres i eviten la pèrdua d’aigua per transpiració. (3) Presenten mandíbules mastegadores, adaptables i utilitzables per a una gran varietat de funcions (Chinery, 1988). (4) Algunes espècies poden acumular substàncies tòxiques a l’organisme. Presenten un règim alimentari fitòfag o micòfag, per norma general, tot i que també es poden trobar espècies sapròfagues o depredadores. És per aquest motiu que les espècies de Coleoptera podrien presentar un paper important com a potencial plagues o com a possible control biològic (Zahradnik, 1990). Durant moltes dècades, els plaguicides han constituït una lluita química contra les plagues dels cultius agrícoles, obtenint molt bons resultats en quant a manteniment i qualitat de les collites. No obstant, la seva utilització deliberada ha constituït en molts casos una important font de contaminació del territori. La seva gran mobilitat i persistència ha originat efectes de bioacumulació i biomagnificació a les xarxes tròfiques dels essers vius presents en aquestes zones. Actualment, per evitar tots aquests problemes ocasionats pels productes sintètics, el control biològic de plagues constitueix un dels principals pilars de la protecció moderna de cultius (Jacas et al., 2005). Se sap que les formigues tenen un doble rol molt important a les comunitats vegetals (poden ser mutualistes o depredadors generalistes), fent que la presència o absència d’aquestes pugui tenir efectes potencials sobre l’abundància d’altres artròpodes (James et al., 1999). És per aquest motiu que al present treball es realitzen experiments amb dos tipus d’arbres, els que presenten formigues i els que les formigues s’han exclòs experimentalment. Així doncs, els objectius del present treball són: - Descriure quantitativament la Comunitat de Coleoptera no Coccinellidae. - Descriure els canvis que s’han produït en la comunitat de Coleoptera al llarg de 10 anys. - Valorar la importància de les diferents espècies i/o famílies com a components de la biodiversitat d’un conreu ecològic. - Descriure els efectes sobre la comunitat de Coleoptera no Coccinellidae de la presència o absència de formgiues. - Valorar la importància de les diferents espècies i/o famílies com a possibles plagues o com a agents de control biològic.

Eficàcia de bacteris de l’àcid làctic en el control biològic del foc bacterià

El foc bacterià és una malaltia de quarantena a la Unió Europea causada pel bacteri Erwinia amylovora. Aquesta malaltia afecta fonamentalment a plantes de la família de les Rosàcies, en la que s’inclouen arbres fruiters de gran interès econòmic i diverses espècies ornamentals i silvestres.Els mètodes disponibles pel control del foc bacterià es limiten a tractaments amb productes químics combinats amb pràctiques culturals. A la Unió Europea, hi ha pocs productes basats en compostos químics autoritzats i els disponibles tenen una eficàcia reduïda i es restringeixen pràcticament als derivats del coure. Degut a aquesta limitació existeix la necessitat de continuar investigant i estudiar estratègies alternatives o complementàries a l’ús de productes químics pel control d’aquesta malaltia.Aquest treball de fi de carrera s’inclou dins el grup de patologia vegetal de l’INTEA-CIDSAV (Institut de Tecnologia Alimentària - Centre d’Innovació i Desenvolupament en Sanitat Vegetal) de la Universitat de Girona i s’emmarca dins el projecte d’investigació de control biotecnològic del foc bacterià. Aquest projecte té com a objectiu obtenir soques de bacteris de l’àcid làctic, amb activitat antibacteriana per a ser utilitzades com a agents de control biològic. El treball es centra principalment en la determinació ex vivo (sobre teixit biològic però fora de l’organisme en condicions naturals) i in vivo (sobre l’organisme viu) de l’eficàcia de diferents soques de bacteris de l’àcid làctic pel control de la infecció causada per E. amylovora; i en l’avaluació de la capacitat de supervivència i colonització dels bacteris de l’àcid làctic en material vegetal. De les soques de bacteris de l’àcid làctic estudiades, es seleccionen les més eficaces pel control de la infecció per E. amylovora en fulla

Characterization and Control Strategies of an Integrated Chemical-Biological System for the Remediation of Toxic Pollutants in Wastewater: A case of study

In a previous work, a hybrid system consisting of an advanced oxidation process (AOP) named Photo-Fenton (Ph-F) and a fixed bed biological treatment operating as a sequencing batch biofilm reactor (SBBR) was started-up and optimized to treat 200 mg·L-1 of 4-chlorophenol (4-CP) as a model compound. In this work, studies of reactor stability and control as well as microbial population determination by molecular biology techniques were carried out to further characterize and control the biological reactor. Results revealed that the integrated system was flexible and even able to overcome toxic shock loads. Oxygen uptake rate (OUR) in situ was shown to be a valid tool to control the SBBR operation, to detect toxic conditions to the biomass, and to assess the recovery of performance. A microbial characterization by 16S rDNA sequence analysis reveals that the biological population was varied, although about 30% of the bacteria belonged to the Wautersia genus.

Millora fisiològica de l'agent de control biològic Pantoea agglomerans EPS125 mitjançant osmoadaptació

Estudi sobre el tractament biològic amb Pantoea agglomerans EPS125 per tal d'evitar la podridura de la fruita

Caracterització de metabòlits produïts per soques de "Pseudomonas fluorescens" efectives en el control biològic de fongs fitopatògens

El principal objectiu d'aquest treball ha estat estudiar la producció de metabòlits amb activitat antibiòtica per soques de l'espècie Pseudomonas fluorescens de la col·lecció EPS, i també avaluar la seva potencialitat com a agents de biocontrol. Es va disposar també de diverses soques de P. fluorescens, cedides per altres investigadors, que van utilitzar-se com a referència perquè algunes són actives en control biològic i produeixen metabòlits secundaris d'interès en el biocontrol de malalties de plantes. La present memòria s'estructura en cinc capítols, que són, introducció al control biològic, descripció de l'etapa de selecció de soques i cerca dels metabòlits produïts, estudi de la producció d'HCN per la soca EPS288, estudi de la producció de l'antibiòtic 2,4-diacetilfloroglucinol (DAPG), i finalment, el darrer capítol, on s'ha estudiat la producció de DAPG sobre material vegetal i la capacitat de colonitzar arrels per diverses soques d'interès. En l'etapa de prospecció, va demostrar-se que un 37% del total de les soques de la col·lecció EPS produïen HCN, totes de l'espècie P. fluorescens, i un 90% d'aquestes provenien de les arrels de plantes. Es va confirmar la producció dels metabòlits secundaris 2,4-diacetilfloroglucinol, àcid fenazina-1-carboxílic, i pirrolnitrina, per diverses soques de la col·lecció EPS seleccionades mitjançant tècniques moleculars. Així, de la col·lecció EPS, les soques EPS317 i EPS808 produeixen DAPG, la EPS263 àcid fenazina-1-carboxílic i pirrolnitrina i, EPS894, EPS895, EPS945 produeixen àcid fenazina-1-carboxílic. La producció d'HCN es va estudiar més exhaustivament en la soca EPS288, seleccionada per la seva activitat antifúngica i candidata a agent de biocontrol contra Stemphylium vesicarium, causant de la estemfiliosi de la perera, i contra Penicillium expansum, causant de la podridura blava en conservació de fruita a postcollita. Per aquest estudi, es va dissenyar i validar un sistema per recollir l'HCN a partir de cultius en medi líquid. S'ha demostrat que la temperatura d'incubació, la concentració cel·lular de sembra i la composició del medi de cultiu afectaven a la producció d'HCN. Els medis complexos i la glicina n'afavorien la síntesi i la font de carboni no afectava. La soca EPS288 va produir més HCN que P. fluorescens CHA0, soca de referència productora d'HCN i descrita com a activa en processos de biocontrol de fongs fitopatògens. En l'estudi de la producció de DAPG, les soques de la col·lecció EPS i de referència, es van comparar en diversos medis de cultiu estudiant l'efecte de la complexitat i consistència del medi, i l'addició de ferro o de glucosa. Va demostrar-se que la producció de DAPG depèn principalment de la soca i de les característiques del medi de cultiu. La glucosa estimula la producció, mentre que el ferro pràcticament no afecta, i en general, el medi sòlid i complex estimula la producció de DAPG. Tanmateix, aquests efectes varien en alguna de les soques assajades donant lloc a comportaments singulars. En el seguiment del creixement amb un sistema automàtic es va comprovar que la velocitat específica de creixement i la concentració cel·lular assolida al final del cultiu, estaven condicionades per la composició del medi de cultiu. En les proves d'antagonisme vers fitopatògens que foren seleccionats com a indicadors, va observar-se que tant l'antagonisme in vitro com la inhibició d'infeccions sobre material vegetal estaven parcialment relacionades amb la producció dels metabòlits secundaris estudiats. La promoció del creixement de portaempelts per aquestes soques depenia de la soca i de l'hoste, però no es pogué establir una relació causa-efecte amb el metabòlits produïts. També es va comprovar que algunes de les soques podien sobreviure en ferides de pomes i de peres, on produïren DAPG. Mutants resistents a rifampicina de diverses soques de la col·lecció EPS i de referència es van inocular en llavors de pomera i de tomatera que es van sembrar i incubar en condicions controlades. Es va fer el seguiment de la població bacteriana total i resistent a rifampicina present a les arrels durant 72 dies. Totes les soques van colonitzar les arrels de les plantes, mantenint una elevada població durant 37 dies, cap d'elles va estimular el creixement ni mostrar efectes fitotòxics, no afectant tampoc signicativament a la població bacteriana espontània de les arrels. La soca EPS808, una de les seleccionades pel treball, va aconseguir uns nivells de producció de DAPG, una velocitat de creixement i una supervivència relativa a les arrels similar a altres soques de referència descrites com a bons agents de biocontrol. En conseqüència, se la considera una candidata a agent de biocontrol que hauria de ser objecte de futurs estudis d'eficàcia.

Using music as a signal for biofeedback

Studies on the potential benefits of conveying biofeedback stimulus using a musical signal have appeared in recent years with the intent of harnessing the strong effects that music listening may have on subjects. While results are encouraging, the fundamental question has yet to be addressed, of how combined music and biofeedback compares to the already established use of either of these elements separately. This experiment, involving young adults (N = 24), compared the effectiveness at modulating participants' states of physiological arousal of each of the following conditions: A) listening to pre-recorded music, B) sonification biofeedback of the heart rate, and C) an algorithmically modulated musical feedback signal conveying the subject's heart rate. Our hypothesis was that each of the conditions (A), (B) and (C) would differ from the other two in the extent to which it enables participants to increase and decrease their state of physiological arousal, with (C) being more effective than (B), and both more than (A). Several physiological measures and qualitative responses were recorded and analyzed. Results show that using musical biofeedback allowed participants to modulate their state of physiological arousal at least equally well as sonification biofeedback, and much better than just listening to music, as reflected in their heart rate measurements, controlling for respiration-rate. Our findings indicate that the known effects of music in modulating arousal can therefore be beneficially harnessed when designing a biofeedback protocol.

The SUD1 Gene Encodes a Putative E3 Ubiquitin Ligase and Is a Positive Regulator of 3-Hydroxy-3-Methylglutaryl Coenzyme A Reductase Activity in Arabidopsis

The 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA reductase (HMGR) enzyme catalyzes the major rate-limiting step of the mevalonic acid (MVA) pathway from which sterols and other isoprenoids are synthesized. In contrast with our extensive knowledge of the regulation of HMGR in yeast and animals, little is known about this process in plants. To identify regulatory components of the MVA pathway in plants, we performed a genetic screen for second-site suppressor mutations of the Arabidopsis thaliana highly drought-sensitive drought hypersensitive2 (dry2) mutant that shows decreased squalene epoxidase activity. We show that mutations in SUPPRESSOR OF DRY2 DEFECTS1 (SUD1) gene recover most developmental defects in dry2 through changes in HMGR activity. SUD1 encodes a putative E3 ubiquitin ligase that shows sequence and structural similarity to yeast Degradation of a factor (Doa10) and human TEB4, components of the endoplasmic reticulum-associated degradation C (ERAD-C) pathway. While in yeast and animals, the alternative ERAD-L/ERAD-M pathway regulates HMGR activity by controlling protein stability, SUD1 regulates HMGR activity without apparent changes in protein content. These results highlight similarities, as well as important mechanistic differences, among the components involved in HMGR regulation in plants, yeast, and animals.

Using music as a signal for biofeedback

Studies on the potential benefits of conveying biofeedback stimulus using a musical signal have appeared in recent years with the intent of harnessing the strong effects that music listening may have on subjects. While results are encouraging, the fundamental question has yet to be addressed, of how combined music and biofeedback compares to the already established use of either of these elements separately. This experiment, involving young adults (N = 24), compared the effectiveness at modulating participants' states of physiological arousal of each of the following conditions: A) listening to pre-recorded music, B) sonification biofeedback of the heart rate, and C) an algorithmically modulated musical feedback signal conveying the subject's heart rate. Our hypothesis was that each of the conditions (A), (B) and (C) would differ from the other two in the extent to which it enables participants to increase and decrease their state of physiological arousal, with (C) being more effective than (B), and both more than (A). Several physiological measures and qualitative responses were recorded and analyzed. Results show that using musical biofeedback allowed participants to modulate their state of physiological arousal at least equally well as sonification biofeedback, and much better than just listening to music, as reflected in their heart rate measurements, controlling for respiration-rate. Our findings indicate that the known effects of music in modulating arousal can therefore be beneficially harnessed when designing a biofeedback protocol.

Control de 6 respiròmetres i anàlisi de les dades

L’aplicació de tècniques respiromètriques és de recent innovació dins l’estudi dels tractaments d’aigües residuals. Aquest conjunt de tècniques ens permeten analitzar dos processos importants dins una planta de tractament biològic: el creixement de la biomassa i el consum del substrat. Això fa que siguin una eina amb gran potencial en l’avaluació dels sistemes de tractament biològic d’aigües residuals. L’objectiu principal d’aquest treball es la realització d’una aplicació capaç de controlar el funcionament de 6 respiròmetres, gestionant el procés del mostreig de les respirometries i l’anàlisi de les dades obtingudes, per obtenir el substrat ràpidament biodegradable (Ss) per a mostres d’aigua residual, i la taxa màxima de creixement específic per a mostres de compost. L’aplicació s’ha desenvolupat sobre l’entorn Microsoft Access, on s’integren la base de dades amb les mostres i els resultats de les respirometries, i els formularis de control que ens permeten gestionar i controlar els processos de mostreig i anàlisi. L’aplicació es comunica amb els sensors i actuadors dels respiròmetres a través del control ActiveX, ADS-OCX, subministrat per TwinCAT, que ens permet capturar les lectures dels sensors i controlar el funcionament dels actuadors. Aquests elements estan connectats a mòduls descentralitzats d’entrades i sortides, comunicats mitjançant el bus Ethernet amb el PC-Industrial, on s’executa l’aplicació. Un cop finalitzada l’aplicació, aquesta controla correctament el mostreig de les respirometries, registrant les lectures de les sondes a la base de dades i controlant l’activació de les vàlvules del respiròmetre. Partint de les mostres obtingudes, o de respirometries externes, importades des de Microsoft Excel, s’ha comprovat el correcte funcionament en el càlcul del substrat ràpidament biodegradable (Ss) i la taxa màxima de creixement específic. Amb l’aplicació desenvolupada, s’ha comprovat el funcionament i les possibilitats que ens ofereix TwinCAT alhora de controlar mòduls d’entrades i sortides, així com la seva comunicació amb aplicacions com Microsoft Access. Això pot afavorir a la utilització d’aquest tipus de tecnologia, per aplicacions futures.

Control de 6 respiròmetres i anàlisi de les dades

L’aplicació de tècniques respiromètriques és de recent innovació dins l’estudi dels tractaments d’aigües residuals. Aquest conjunt de tècniques ens permeten analitzar dos processos importants dins una planta de tractament biològic: el creixement de la biomassa i el consum del substrat. Això fa que siguin una eina amb gran potencial en l’avaluació dels sistemes de tractament biològic d’aigües residuals. L’objectiu principal d’aquest treball es la realització d’una aplicació capaç de controlar el funcionament de 6 respiròmetres, gestionant el procés del mostreig de les respirometries i l’anàlisi de les dades obtingudes, per obtenir el substrat ràpidament biodegradable (Ss) per a mostres d’aigua residual, i la taxa màxima de creixement específic per a mostres de compost. L’aplicació s’ha desenvolupat sobre l’entorn Microsoft Access, on s’integren la base de dades amb les mostres i els resultats de les respirometries, i els formularis de control que ens permeten gestionar i controlar els processos de mostreig i anàlisi. L’aplicació es comunica amb els sensors i actuadors dels respiròmetres a través del control ActiveX, ADS-OCX, subministrat per TwinCAT, que ens permet capturar les lectures dels sensors i controlar el funcionament dels actuadors. Aquests elements estan connectats a mòduls descentralitzats d’entrades i sortides, comunicats mitjançant el bus Ethernet amb el PC-Industrial, on s’executa l’aplicació. Un cop finalitzada l’aplicació, aquesta controla correctament el mostreig de les respirometries, registrant les lectures de les sondes a la base de dades i controlant l’activació de les vàlvules del respiròmetre. Partint de les mostres obtingudes, o de respirometries externes, importades des de Microsoft Excel, s’ha comprovat el correcte funcionament en el càlcul del substrat ràpidament biodegradable (Ss) i la taxa màxima de creixement específic. Amb l’aplicació desenvolupada, s’ha comprovat el funcionament i les possibilitats que ens ofereix TwinCAT alhora de controlar mòduls d’entrades i sortides, així com la seva comunicació amb aplicacions com Microsoft Access. Això pot afavorir a la utilització d’aquest tipus de tecnologia, per aplicacions futures.