En aquesta tesi s'ha estudiat el procés d'organogènesi adventícia de brots i rels en el clavell.D'una banda s'ha demostrat l'efecte de genotip en aquest procés, tot sent el cultivar White Sim el més regeneratiu. Prèviament s'havien estudiat les relacions genètiques entre els vuit cultivars de clavell estudiats, mitjançant anàlisis RAPDs. També s'ha trobat un efecte de l'explant en aquest procés morfogènic, tot sent les fulles lleugerament més regeneratives que els pètals. I també un efecte del tipus, balanç i concentració dels reguladors del creixement exògens (l'auxina NAA i les citocinines BA i TDZ). Cal destacar el gran efecte morfogènic del thidiazuron (TDZ), comparat amb la benziladenina (BA), i la sinèrgia trobada entre el TDZ i l'àcid naftalenacètic (NAA) en la regeneració de brots. El TDZ ha tingut un efecte organogènic tant directe, com indirecte a través de promoure un increment en determinades citocinines endògenes. Aquestes s'han trobat localitzades (mitjançant la tècnica de la immunolocalització) en els meristemes apicals dels primordis caulinars adventicis en formació.La concentració d'agar del medi i la humitat relativa del cultiu han influït també en la capacitat organogènica dels explants estudiats i en el grau d'hiperhidricitat dels brots regenerats.La presència del gen rolC d'Agrobacterium rhizogenes en plantes de clavell ha incrementat la capacitat organogènica, tant de brots com de rels, dels explants de clavell, mostrant un efecte similar al de les citocinines i al de les auxines, respectivament. Quantificacions de citocinines endògenes en les diferents línies estudiades han demostrat que les fulles transgèniques presenten nivells més elevats de citocinines tipus zeatina que les fulles control, mentre que els pètals transgènics tenen més concentració de citocinines tipus isopenteniladenina (iP). La concentració d'iP ens els pètals de les diferents línies transgèniques estudiades s'ha correlacionat amb la capacitat de regeneració dels pètals. D'altra banda, donat que els nivells d'auxines de les plantes rolC són similars als de les plantes no transgèniques, l'efecte d'auxina del gen rolC s'explicaria per un increment de la sensibilitat a las auxines.Finalment, l'estudi de la influència dels gens rol d'Agrobacterium rhizogenes en plantes ornamentals amb flor ha mostrat que el fenotip obtingut pot ser de gran interès comercial, donat que promouen hàbits de creixement compactes, una major ramificació lateral, millor arrelament i un increment en la floració, la qual, en alguns casos, pot fins i tot avançar-se. La disminució de la fertilitat masculina, obtinguda en la major part de transformacions, seria pràcticament l'única característica negativa. D'entre els gens rol, el rolC seria el més recomanable, donat que els seus efectes són els més avantatjosos pel que fa a la millora de trets ornamentals i horticulturals. / In this thesis we have studied the adventitious organogenesis of shoots and roots in carnation.On one hand, we have found an effect of the genotype in this process, the White Sim cultivar being the most regenerative among the studied cultivars. Previously, we analyzed the genetic relatedness among the eight carnation cultivars. We have also found an effect of the explant in this morphogenic process: leaves were found to be more regenerative than petals. And finally, we have shown an effect of the type, balance and concentration of exogenous plant growth regulators (auxins and cytokinins). It is worth noting the great morphogenic effect of thidiazuron (TDZ), compared with benzyladenine, and the synergy found with TDZ acting together with naphthaleneacetic acid in the adventitious shoot regeneration. TDZ showed a direct effect on the shoot organogenesis, but also an indirect effect by promoting an increase in specific endogenous cytokinins. The cytokinins have been located in the apical meristems of the adventitious shoot primordia formed on the petal surface. The agar concentration of the media and the relative humidity of the culture atmosphere have also influenced the organogenic capacity of the studied explants and the hyperhydricity of the regenerated shoots. The introduction of the rolC gene of Agrobacterium rhizogenes in carnation plants have improved both shoot and root organogenesis of the explants, thus showing a cytokinin-like but also an auxin-like activity. By quantifying the endogenous cytokinins, rolC-transgenic leaves have been found to have higher levels of zeatin-type cytokinins, whereas rolC-transgenic petals have shown higher levels of isopentenyladenine-type cytokinins. On the other hand, since auxin levels of rolC-transgenic plants have not differed from those of non-transgenic plants, the auxin-like effect of the rolC gene could be explained by an increase in auxin sensitivity in transgenic tissues. Finally, the study of the influence of rol genes in floriculture have shown that the obtained phenotype by transforming ornamental flowering plants with rol genes can be commercially desirable, since these genes promote dwarf and bushy phenotypes, promote better rooting and improve flowering, both by increasing the number of flowers and advancing the flowering time. Among rol genes, the rolC gene is the most recommendable.

Tesi realitzada a la Unitat de Botànica / Dept. Biologia Vegetal / Los hongos calicioides es un grupo artificial de hongos, liquenizados y no-liquenizados, que se incluían dentro del antiguo orden Caliciales, y que ahora se mantienen agrupados debido la similar morfología de sus apotecios . La mayoría viven en zonas de penumbra y elevada humedad, al resguardo de la lluvia directa, ocultándose en oquedades de la corteza vieja de árboles de bosques maduros. Entre ellos son comunes las estrategias parasíticas o parasimbióticas de otros líquenes. Se encuentran presentes en las listas rojas de líquenes de la mayor parte del mundo y se suelen utilizar como bioindicadores del grado de madurez del bosque. Estos organismos presentan una gran complejidad en su estudio, principalmente debido a sus reducidas dimensiones que dificultan la localización y la identificación de los ejemplares. Actualmente, este grupo artificial incluye miembros de tres clases (Coniocybomycetes, Lecanoromycetes y Euriotiomycetes) y cinco órdenes diferentes (Coniocybales, Caliciales, Lecanorales, Agyriales y Mycocaliciales), mientras que una familia (Microcaliciaceae) permanece (a fecha de hoy) en posición incierta. En esta Tesis Doctotal se presentan cuatro publicaciones con el fin de profundizar, aclarar y divulgar el conocimiento y la presencia de estos hongos en la Península Ibérica e Islas Baleares. En la primera publicación: Mycocalicium llimonae, a new species from the Iberian Peninsula. A partir de unos especímenes que recogidos en el oeste de la Península Ibérica sobre piñas de Pinus halepensis, se describe una nueva especie: Mycocalicium llimonae. En este artículo, el nuevo taxon se compara con las otras especies del género Mycocalicium presentes en la península, en especial con Mycocalicium subtile, nombre bajo el cual muchos de estos especímenes habían sido erróneamente identificados. Además, se comparan con otras especies de géneros de la familia Mycocaliciaceae que tienen ecologías que podrían resultar similares, como es el caso de Chaenothecopsis resinicola o algunos Phaeocalicium. En la segunda publicación: Mycocalicium llimonae Hladun & Muñiz (Ascomycota, Eurotiomycetes, Mycocaliciales) un fong mediterrani tan freqüent com difícil de veure. Ecologia i distribució a Catalunya. Se hace hincapié en la abundancia de una especie hasta ahora desconocida y se amplía el conocimiento que se tiene sobre la misma. En la tercera publicación: Sphinctrina paramerae, a new Mediterranean lichenicolous species with non-septate spores. Se describe una nueva especie que abarca toda la región mediterránea, se compara con diferentes especies del mismo género y se presenta una clave de identificación. Para dicha descripción se han tenido en cuenta: características de ascósporas (tamaño, morfología y ornamentación), apotecios (morfología, tamaño y reacciones químicas) y características ecológicas. Sphinctrina paramerae crece sobre Pertusaria paramerae, que a su vez es epífito sobre corteza de Juniperus thurifera. Aparece en áreas altas y expuestas de la meseta ibérica y en otras áreas montanas de la región mediterránea. A los ejemplares ibéricos cabe añadir el material proveniente de Marruecos, Libia, Turquía, Macedonia. En la cuarta publicación: Calicioides. Flora Ibérica. Vol.7. Se presenta un inventario de las especies que aparecen en la Península Ibérica e Islas Baleares, añadiendo descripciones completas que incluyen caracteres anatómicos, macroscópicos y microscópicos, químicos y ecológicos. Además, se presentan claves dicotómicas a nivel de grupo, a nivel de familia y a nivel de género. A todo esto cabe añadir la presencia de una completa relación del material revisado con el fin de facilitar la localización y consulta de otros especialistas. Este anexo hace referencia al material examinado tanto de las especies presentes en la Península Ibérica e incluídas en la tesis como a material adicional referido a especies fuera del ámbito de estudio. / The calicioid fungi represent an artificial group including lichenized and non-lichenized fungi. Historically, those taxa were grouped within Caliciales; currently, molecular studies have proved to belong to different classes. Here, we present four papers with the aim of increasing the knowledge of this group in the Iberian Peninsula and Balearic Islands. Mycocalicium llimonae, a new species from the Iberian Peninsula. The new species, Mycocalicium llimonae, is described based on specimens collected from cones of Pinus halepensis in the west of the Iberian Peninsula. The new taxon is compared with the other species of the genus Mycocalicium in the Iberian Peninsula, particularly Mycocalicium subtile, and also with other genera in the Mycocaliciaceae. Mycocalicium llimonae Hladun & Muñiz (Ascomycota, Eurotiomycetes, Mycocaliciales) un fong mediterrani tan freqüent com difícil de veure. Ecologia i distribució a Catalunya. New data regarding Mycocalicium llimonae Hladun & Muñiz, a calicioid fungus previously mentioned, erroneously, from the Iberian Peninsula under the name M. minutellum (=M. subtile). Besides a brief description, this work includes an identification key, corologic data, a comprehesive map of its distribution in Catalonia, a synthesis of the observed ecology and macrophotographies of the habitus of this tiny, dew-loving lignicolous, thermophilous, ascomycete. Sphinctrina paramerae, a new Mediterranean lichenicolous species with non-septate spores. The new species, Sphinctrina paramerae, is proposed. Characteristics of ascospores (size, morphology and ornamentation), apothecia (morphology, size and chemical reactions) and ecological features revealed significant differences between S. paramerae and the currently known species of Sphinctrina with non-septate ascospores. The new species grows on Pertusaria paramerae, epiphytic on the bark of Juniperus thurifera, which occurs on well-exposed areas of parameras in the Iberian high plateau and other montane Mediterranean areas. Calicioides. Flora Ibérica. Vol.7. An inventory of species from Iberian Peninsula and Balearic Islands is presented. Including descriptions of macroscopic and microscopic characters, chemical features, ecology and distribution. The work includes determination keys for the group, families and genera.

Les zones forestals han augmentat a la regió mediterrània al llarg de les últimes dues dècades degut a l’abandonament de l’agricultura. Això, juntament amb l’augment de períodes d’intensa sequera degut a l’efecte del canvi climàtic, ha fet augmentar la freqüència i la intensitat dels focs forestals. Els focs forestals tenen un efecte directe sobre la biogeoquímica dels sòls modificant-ne la qualitat i la quantitat de la matèria orgànica i d’altres macroelements com el nitrogen, imprescindible per la regeneració de la comunitat vegetal. Malgrat la major part de la biomassa vegetal es crema durant un incendi, una part important de matèria orgànica pot ser dipositada de nou al sòl en forma de residus parcialment cremats formant estructures molt recalcitrants. D’altra banda, el nitrogen mineral alliberat després del foc, pot quedar retingut físicament, mitjançant l’associació amb partícules fines del sòl (llims i argiles) o químicament, a partir de la inclusió a la matèria orgànica recalcitrant del sòl, evitant-ne així el seu rentat i, per tant, la pèrdua de l’ecosistema. Per tal d’entendre millor els canvis en la matèria orgànica del sòl i la dinàmica del N mineral alliberat després del foc, es van seleccionar tres comunitats vegetals diferents (prat de llistó, prat de llistó amb argelaga i brolla de romaní) amb diferències en quant a la proporció de plantes herbàcies i llenyoses i amb la presència o absència d’argelaga (planta fixadora de nitrogen atmosfèric). En aquestes comunitats s’hi van realitzar una sèrie de cremes experimentals i, posteriorment, les cendres van ser marcades amb un isòtop estable del nitrogen (15N). Es van realitzar mostrejos posteriors durant 12 anys per tal d’observar els efectes del foc a llarg termini. Amb els sòls obtinguts es va realitzar: (1) un estudi de la dinàmica del carboni a llarg termini mitjançant una sèrie de simulacions utilitzant el model Roth C, (2) un seguiment del traçador 15N al sòl i a la vegetació al llarg del temps i a diferents profunditats, (3) un estudi de la protecció física i química a la que és sotmesa el N mineral alliberat (marcat amb 15N) mitjançant un fraccionament físic granulomètric i una hidròlisi àcida posterior per observar el grau de recalcitrància d’aquest N incorporat i, finalment, (4) un estudi de la matèria orgànica pirogènica formada per compostos refractaris considerats inerts i de la incorporació del N mineral alliberat després del foc a aquesta matèria orgànica. La baixa intensitat dels focs forestals que van afectar les brolles i prats secs va provocar que els canvis quantitatius en el C orgànic i en el N total del sòl no fossin gaire destacats després del foc i que la recuperació davant d’aquests canvis fos molt ràpida. A més l’estudi a llarg termini va incloure un període prolongat de sequera que va provocar l’augment d’aports de matèria orgànica al sòl. Per altra banda, una bona part del marcatge amb 15N aplicat pel seguiment del N mineral alliberat just després del foc, al cap de 12 anys, encara estava retingut al sòl a les comunitats vegetals sense plantes lleguminoses. En canvi, la presència de lleguminoses va afavorir les pèrdues de 15N des del primer any després del foc i també durant el període de sequera. Després del foc es va observar un augment de N a les fraccions granulomètriques intermèdies com a conseqüència de l’entrada de material cremat particulat mentre que el N mineral alliberat després del foc es va incorporar principalment a la fracció més grollera i a la fracció més fina del sòl. El N mineral incorporat a les fraccions fines va associar-se a la matèria orgànica més làbil tot i la protecció física que presenten aquestes partícules. Part del N mineral alliberat després del foc va ser ràpidament incorporat a les estructures més refractàries de la matèria orgànica del sòl, però amb variacions al llarg del temps, qüestionant així la permanència al sòl d’aquest tipus de compostos orgànics. / Forestation has increased in the Mediterranean basin over the last two decades, due to the abandonment of formerly agriculturally used areas. This trend and the occurrence of intense drought periods have led to an increase in the frequency and intensity of wildfires. Fires have a direct effect on soil biogeochemistry, promoting changes on quantity and quality of organic matter and other macroelements such as nitrogen. Although most of a plant biomass is burned during a forest fire, some of it can be accumulated in the soil in recalcitrant form. Mineral nitrogen delivered after fire can be physically retained in soil by association with fine particles (silts and clays) or chemically retained with recalcitrant organic matter. In order to better understand changes in soil organic matter and mineral nitrogen, three different plant communities were selected: grassland (Brachypodium retusum), mixed shrubgrassland (B. retusum and Genista scorpius ) and shrubland (Rosmarinus officinalis). We set experimental fires and then monitored the fate of a 15N-tracer applied to the mineral nitrogen pool over 12 years. Thus, we studied: (1) carbon dynamics in a long term by Roth C simulations, (2) the fate of 15N in plants and soil at different depths, (3) physical and chemical protection of mineral nitrogen by soil size fractionation and acid hydrolysis and, finally (4) pyrogenic organic matter and the incorporation of mineral nitrogen delivered after fire into recalcitrant organic matter. Due to the low intensity of the experimental fires, small changes in organic carbon and total nitrogen content were detected and recuperation from these changes was fast. Moreover, the long-term study included a long drought period which promoted increases in organic matter inputs to soil. On the other hand, a large amount of 15N applied just after fire was still retained in soils after 12 years, but only in plant communities without legumes. In mixed shrubgrassland the presence of legumes (G. scorpius) promoted 15N loss from the first year after fire and also during the drought period. Fire had a shredding effect on organic matter and mineral nitrogen distributed to fine particles associated to the labile organic matter. Part of the mineral nitrogen delivered after fire was incorporated into refractory particles, but the temporal variation of this newly incorporated nitrogen questioned the stability of those highly resistant compounds in soil.

Desde el último periodo glacial hasta la Revolución Industrial, la [CO2] atmosférica se mantuvo constante entorno a los 200-260 ppm de CO2 durante miles de años. Sin embargo, desde el inicio de la Revolución Industrial la [CO2] atmosférica está aumentando rápida y continuamente debido a las actividades humanas. La [CO2] atmosférica actual está prácticamente a 400 ppm según NOAA-ESRL, 2014. Este incremento en la [CO2] atmosférica y otros gases de efecto invernadero están afectando el clima tanto local como global y están asociados a cambios en la temperatura y en los regímenes hídricos. A este efecto a nivel global se le denomina “Cambio Climático”. El informe IPCC 2014 da predicciones utilizando modelos que indican un aumento de la [CO2] atmosférica de hasta 985 ppm para el final de siglo. Uno de los temas importantes de investigación relacionado con la variación de la [CO2] atmosférica es la aclimatación de la fotosíntesis de las plantas a los diferentes niveles de CO2. La aclimatación fotosintética es el proceso de ajuste fisiológico de las plantas a una determinada [CO2]. Las plantas pueden experimentar incrementos de la fotosíntesis en el caso de bajas [CO2] (regulación a la alta), y disminuciones de la fotosíntesis a altas [CO2] (regulación a la baja), a través de ajustes en la maquinaria fotosintética. Sin embargo, el grado de aclimatación fotosintética de las diferentes especies, puede variar dependiendo de otros factores tanto intrínsecos como ambientales como la relación fuente de carbono y sumidero de carbono, estado nutricional de la planta o estreses como por ejemplo la sequía o la temperatura. Las plantas sometidas a baja [CO2] atmosférica y en condiciones ideales de crecimiento, han sufrido una regulación a la alta de la fotosíntesis, mayor conductancia estomática (se mantienen abiertos los estomas para permitir una mayor entrada de CO2), con un incremento en el nivel de proteínas en hoja como por ejemplo la Rubisco, un aumento del contenido de N en hoja, o una mayor inversión de C en la parte aérea (para tener más superficie de captación de CO2) y una menor inversión de C en la raíz. Una de las razones de la importancia de los estudios a baja [CO2] es por que entender la adaptación de las plantas a bajas [CO2] y como se han vuelto a adaptar a las [CO2] actuales, nos podrán ayudar a entender cómo evolucionarán en el futuro con el incremento constante del nivel de CO2 atmósferico. Por otro lado, la exposición de la planta a una elevada [CO2] inicialmente estimula el crecimiento de esta e incrementa la tasa de fotosíntesis, en algunos casos más del 40%. Sin embargo, una exposición prolongada de la planta a una elevada [CO2] hace que haya un ajuste de la maquinaria fotosintética, con una regulación a la baja de ésta. Debido a la estimulación inicial de la fotosíntesis, hay una mayor producción de carbohidratos en la hoja, cuando la producción de carbohidratos es mayor a la demanda de la planta, éstos comienzan a acumularse en la hoja y se produce la reducción de la Rubisco y otras proteinas para disminuir la producción de carbohidratos. Hay otros cambios asociados a la elevada [CO2] como es la disminución del contenido de N en hoja, o un aumento de la producción de la raíz en comparación con niveles menores de CO2 en la atmósfera (lo que incrementa la captación de nutrientes o agua del suelo al tener una mayor zona de exploración). Las plantas que han crecido a elevadas [CO2] controlan mejor la perdida de agua a través del cierre de estomas. Las plantas reducen la pérdida de agua y aumentan la EUA como resultado de la estimulación de la fotosíntesis y la reducción de la gs. En esta Tesis se muestra cómo las plantas de trigo sometidas a una [CO2] preindustrial proporcionan información sobre el comportamiento y la adaptación del trigo al futuro incremento de [CO2]. Además futuras [CO2] atmosféricas estarán asociadas a un aumento en las temperaturas y periodos de sequía, modificando el clima y causando un daño en los ecosistemas (IPCC 2014). Asimismo se han realizado diferentes estudios de la importancia de estas adaptaciones fisiológicas en la respuesta de dos variedades de trigo duro (capítulos 1 y 2) con el cambio climático a [CO2] futuras y preindustriales (capítulos 1, 2 y 3 / Wheat is one of the most important cereal food crops in the world today. The productivity and quality of this crop is greatly affected by environmental conditions during grain filling. In this Tesis, we have analyzed two genotypes of durum wheat, Blanqueta and Sula (traditional and a modern wheat respectively) Plants were grown from the seedling stage in three fully controllable plant-growth chambers for one growing season and at three different CO2 levels (i.e. 260, 400 and 700 ppm). On the other hand we analyzed the modulation of drought stress in plants grown at the different CO2 environments. Plant growth and physiological parameters were analyzed during anthesis and grain filling in order to study the capacity of these plants to create new sinks and their role during the process of the acclimation of photosynthesis. Besides, the results of a simultaneous 13C and 15N labeling experiment were also presented. It was observed that plants underwent photosynthetic acclimation at pre-industrial and future [CO2] (up and down-regulation respectively). However, the modern genotype averts the process of down-regulation by creating a new carbon sink (i.e. the spike). Here, we have shown the essential role that the spike plays as a new sink in order to avert the down-regulation of photosynthesis at future [CO2]. Moreover, we have demonstrated that at future [CO2] the growth response will depend on the ability of plants to develop new sinks or expand existing ones. 13C labeling revealed that at pre-industrial CO2 carbon investment by plants was higher in shoots, whereas at future CO2 more carbon was invested in roots. Furthermore, the modern genotype invested more carbon in spikes than did the traditional genotype, which in turn invested more in non-reproductive shoot tissue. 15N labeling revealed that the modern genotype was better adapted to assimilating N at higher CO2 levels, whereas the traditional genotype was able to assimilate N more efficiently at lower CO2 levels. We showed that [CO2] effects on plants are modulated by water availability. Plants at depleted [CO2] combined with drought has a more negative impact on plants with decreases in C assimilation and biomass. Plants exposed to a combination of elevated [CO2] and WS were the most negatively affected (e.g. on plant biomass).

Tesi realitzada al Centre de Recerca en Agrigenòmica (CRAG) / Las plantas, como organismos sésiles, necesitan mecanismos que les permitan adaptarse y poder anticiparse a las condiciones ambientales que pueden influir en sus procesos metabólicos y fisiológicos. Uno de los procesos bioquímicos más relevantes en plantas es la síntesis de isopentenil pirofosfato y dimetilalil pirofosfato mediante la ruta del metileritritol 4-fosfato (MEP) que produce los isoprenoides plastídicos. Buena parte del control de la ruta se da a través de mecanismos postranscripcionales de regulación de los enzimas de la vía, aunque también a través del control de la expresión génica. Entre los mecanismos que regulan la homeóstasis vegetal se encuentra el reloj circadiano, que contribuye a mantener ritmos de aproximadamente 24 horas en diferentes procesos que tienen lugar en la planta. Se seleccionaron mutantes del reloj circadiano de Arabidopsis thaliana con la ruta del MEP alterada a partir de la resistencia a fosmidomicina (FSM), un inhibidor específico del enzima que sintetiza MEP en el primer paso específico de la ruta, 1-Deoxi-D-xilulosa 5-fosfato reductoisomerasa (DXR). Los mutantes con una pérdida de función del oscilador central del reloj circadiano TIMING OF CAB EXPRESSION 1 (TOC1) presentaron una elevada resistencia a FSM; estos mutantes presentaron niveles elevados de proteína DXR pero no de tránscritos comparado con plantas silvestres, lo que sugiere un tipo de regulación postranscripcional. Mientras que los niveles de proteína DXR permanecen estables en plantas silvestres, la pérdida de función de TOC1 provoca una oscilación de los mismos, observándose la máxima diferencia entre el mutante y las plantas silvestres a principio del día. Esta oscilación de DXR en las plantas mutantes es dependiente de fotoperiodo siendo máxima en día largo. TOC1 podría tener, por otra parte, un efecto represor sobre la división plastídica ya que se observaron plastos más pequeños y en mayor abundancia en el mutante toc1-1. La sobreexpresión de DXR-GFP provoca cambios estructurales en los plastos, entre ellos la formación de vesículas subplastídicas que contienen la proteína recombinante. Dada la importancia de la regulación postranscripcional sobre DXR se planteó como segundo objetivo estudiar la posible participación de chaperonas plastídicas Cpn60 en la regulación de DXR. Experimentos de Complementación Fluorescente Bimolecular demostraron que DXR interacciona in vivo con las dos isoformas de tipo α y las cuatro de tipo β que componen los dos tipos de complejos Cpn60 descritos (α7β7 y β14). Estos resultados sugieren que Cpn60 podría tener un papel en el plegamiento de DXR. El mutante arc2 (deficiente en Cpn60α1) mostró una mayor sensiblidad a FSM y una reducción en los niveles de DXR activa, a pesar del aumento de los niveles de tránscrito con respecto a las plantas silvestres. La sobreexpresión de Cpn60α1-GFP genera también una disminución en los niveles de DXR y en la resistencia a FSM. Es posible que tanto un aumento como una disminución en los niveles de Cpn60α1 desestabilice los complejos Cpn60 α7β7 por alterar la estequiometría de los mismos, además la desestabilización de estos complejos Cpn60 aumenta la tasa de degradación de DXR. Estos datos sugieren que el complejo Cpn60 α7β7 podría replegar y por tanto recuperar formas inactivas de DXR que, de lo contrario, serían degradadas. La pérdida de función de TOC1 no afecta la expresión de ninguno de los genes codificantes para isoformas Cpn60 pero resulta en una disminución en los niveles proteicos de las isoformas Cpn60β. Por tanto, la disminución de subunidades Cpn60β en el mutante toc1-1 podría causar un enriquecimiento de los complejos α7β7 en detrimento de los β14, favoreciendo así el plegamiento y la acumulación de DXR activa. / An important biochemical process in plants is the synthesis of plastidial isoprenoids by the methylerythritol 4-phosphate (MEP) pathway. Posttranscriptional mechanisms that affect enzyme accumulation or activity govern this pathway. We selected Arabidopsis thaliana mutants by resistance to fosmidomycin (FSM), a specific inhibitor of the enzyme 1- deoxy-D-xylulose-5-phosphate reductoisomerase (DXR). Mutants with a loss of function of the circadian clock central oscillator TIMING OF CAB EXPRESSION 1 (TOC1) showed a high resistance to FSM. Interestingly in toc1-1 mutants high DXR protein levels did not affect DXR transcript expression suggesting a posttranscriptional regulation. TOC1 loss of function causes an oscillation of DXR protein levels that remain stable in wild type plants. DXR zenit in mutant plants was reached at the beginning of the day and, being photoperiod dependent, maximized in long day conditions. TOC1 may also affect plastid division since we observed an increased number of smaller plastids in toc1-1 mutants. Indeed DXR-GFP overexpression causes structural changes in plastids including sub-plastidial vesicle formation containing DXR-GFP. Following the latter results we set as secondary end-point the assessment of a possible involvement of plastidial Cpn60 chaperones in the regulation of DXR. Bimolecular Fluorescence Complementation experiments showed that DXR interacts in vivo with all type of isoforms which are part of Cpn60 complexes. These results suggest that Cpn60 could have a role in the folding of DXR. Mutants deficient in Cpn60α1 showed sensibility to FSM and lower levels of active DXR despite an increase of transcript levels. Unexpectedly the overexpression of Cpn60α1-GFP decreases DXR levels and FSM resistance as well. These findings made us hypothesize that either the increase or the decrease of Cpn60α1 levels destabilizes the Cpn60α7β7 complex by altering its stoichiometry, thus bolstering the DXR degradation rate. Overall these data suggest that the Cpn60α7β7 complex could recover inactive forms of DXR that would otherwise be degraded. On the other hand TOC1 loss-of-function mutation does not affect the expression of genes coding for Cpn60 isoforms but results in a decrease of Cpn60β levels that might enhance the α7β7 complex formation, thus favoring the folding and accumulation of active DXR in toc1-1 mutants.

La península Ibèrica és un territori molt divers pel que fa als ecosistemes aquàtics. No obstant, són escasses les publicacions referents a la flora que els ocupa. En aquesta tesi es presenta un catàleg florístic de 846 mostres d’algues caràcies recol•lectades a 456 masses d’aigua diferents. S’han identificat 28 espècies o varietats pertanyents als cinc gèneres citats a Espanya, essent Chara el més freqüent, i s’amplia l’àrea de distribució de 18 espècies o varietats i l’ecologia de 8 d’elles, algunes vulnerables o en perill d’extinció. D’aquesta manera s’incrementa el coneixement que es té sobre aquest grup algal i s’apunten algunes de les causes principals que han ocasionat el descens d’espècies al llarg del temps a la conca del riu Duero, relacionades principalment amb l’agricultura i la ramaderia. Per altra banda, les caràcies són organismes amb una elevada plasticitat morfològica en relació a les condicions ambientals i existeixen complexes d’espècies que fan que la seva identificació no sempre resulti una tasca fàcil. La parella conflictiva Chara aspera-Chara galioides es diferencia bàsicament pel diàmetre dels anteridiòfors madurs, però aquest caràcter podria no tenir significació sistemàtica. Amb l’objectiu de conèixer l’efecte de la llum, la temperatura i la salinitat sobre la morfometria de diverses estructures, s’han cultivat a una cambra i es proposen nous caràcters vegetatius que farien factible la seva separació com a dues espècies diferents, tals com el diàmetre de l’eix principal. Per acabar, els ecosistemes aquàtics lòtics i lenítics de la península Ibèrica són sotmesos a gran quantitat de pressions antropogèniques que posen en seriós compromís la seva continuïtat i la supervivència de la interessant flora que sovint els ocupa. Desgraciadament, Espanya no compta actualment amb índexs adequats per conèixer l’estat d’aquests ecosistemes. Tanmateix, són molts els estudis i normatives com la Directiva Marc de l’Aigua que posen de manifest el paper bioindicador dels macròfits, en general i de les caràcies, en particular. En aquesta tesi es proposen dues eines per avaluar l’estat ecològic dels llacs i llacunes de la conca del riu Duero (INEQUAL) i de rius d’àmbit mediterrani (IMF). Aquests dos índexs podrien ajudar a l’hora de prendre mesures de gestió, conservació i restauració dels ecosistemes aquàtics ibèrics. / La Península Ibérica es un territorio muy diverso en lo que se refiere a ecosistemas acuáticos. No obstante, son escasas las publicaciones referentes a la flora que los ocupa. En esta tesis se presenta un catálogo florístico de 846 muestras de algas caráceas recolectadas en 456 masas de agua diferentes. Se han identificado 28 especies o variedades pertenecientes a los cinco géneros citados en España, siendo Chara el más frecuente, y se amplía el área de distribución de 18 especies o variedades y la ecología de 8 de ellas, algunas vulnerables o en peligro de extinción. De esta manera se incrementa el conocimiento que se tiene sobre este grupo algal y se apuntan algunas de las causas principales que han ocasionado el descenso de especies a lo largo del tiempo en la cuenca del río Duero, relacionadas principalmente con la agricultura y la ganadería. Por otra parte, las caráceas son organismos con una elevada plasticidad morfológica en relación a las condiciones ambientales y existen complejos de especies que hacen que su identificación no siempre resulte una tarea fácil. La pareja conflictiva Chara aspera-Chara galioides se diferencia básicamente por el diámetro de los anteriodióforos maduros, pero este carácter podría no tener significación sistemática. Con el objetivo de conocer el efecto de la luz, la temperatura y la salinidad sobre la morfometría de diversas estructuras, se han cultivado en una cámara y se proponen nuevos caracteres vegetativos que harían factible su separación como dos especies diferentes, tales como el diámetro del eje principal. Para acabar, los ecosistemas acuáticos lóticos y leníticos de la Península Ibérica están sometidos a multitud de presiones antropogénicas que ponen en serio compromiso su continuidad y la supervivencia de la interesante flora que a menudo los ocupa. Desgraciadamente, España no cuenta actualmente con ningún índice adecuado para conocer el estado de estos ecosistemas. Sin embargo, son muchos los estudios y normativas como la Directiva Marco del Agua que ponen de manifiesto el papel bioindicador de los macrófitos, en general y de las caráceas, en particular. En esta tesis se proponen dos herramientas para evaluar el estado ecológico de lagos y lagunas de la cuenca del río Duero (INEQUAL) y de ríos de ámbito mediterráneo (IMF). Estos dos índices podrían ayudar a tomar medidas de gestión, conservación y restauración de los ecosistemas acuáticos ibéricos. / The Iberian Peninsula is a very diverse country in terms of aquatic ecosystems. However, there are few publications on the flora that occupies these bodies of water. This thesis presents a floristic catalogue of 846 charophyte samples collected from 456 different localities. We have identified 28 species or varieties of the five genera currently present in Spain, being Chara the most frequently sampled, and we have provided new data on the area of distribution of 18 species or varieties and the ecology of 8 of them, some vulnerable or endangered. Thus, the knowledge we have on this algal group increases and we have also proposed some of the main causes that have led to the decline of species over time in the Douro river basin, which are mainly related to agriculture and farming. Moreover, the charophytes are organisms with high morphological plasticity in relation to the environment conditions and there also exist complexes of species that make their identification not always a straightforward matter. The pair of taxa Chara aspera-Chara galioides was traditionally discriminated by the diameter of the mature antheridia, but this character could not have any systematic significance. In order to determine the effect of light, temperature and salinity on the morphometry of different structures, they have been grown in a culture chamber and new vegetative characteristics, such as the diameter of the main axis, are proposed to split them as two different species. Finally, lotic and lentic aquatic ecosystems of the Iberian Peninsula are subjected to many anthropogenic pressures that seriously compromise their continuity and the survival of their interesting flora. Unfortunately, Spain does not currently have any suitable index for the assessment of the ecological status of these ecosystems. However, many studies and the Water Framework Directive highlight the bioindicator role of macrophytes, in general and charophytes, in particular. In this thesis, we propose two indices to assess the ecological status of the lakes and lagoons of the Duero river basin (INEQUAL) and the Mediterranean rivers (IMF). With this information it would be possible to apply management, conservation and, if necessary, restoration measures in these aquatic habitats.

Les Teloschistaceae (Lecanoromycetes, Ascomycota, líquens) són una família àmpliament distribuïda, amb una considerable heterogeneïtat morfològica i ecològica entre gèneres i grups d'espècies. En aquesta família, el gènere Caloplaca, es troba entre els més mal coneguts taxonòmicament parlant, i pot ser considerat com un dels més complexos i diversificats d'entre els líquens crustacis. La seva delimitació ha estat especialment problemàtica per la gran semblança existent entre les espècies lobulades de Caloplaca, i les d'altres gèneres de la família, com Xanthoria o Fulgensia. D'entre les espècies lobulades de Caloplaca, el grup de C. Saxicola ha resultat ser un dels més controvertits a nivell taxonòmic. L'objectiu principal d'aquest estudi ha estat realitzar la revisió taxonòmica i morfològica d'aquest grup, així com l'anàlisi filogenètica en seqüències de l'espaiador intern transcrit (ITS) del DNA ribosòmic del nucli.Com a resultat d'aquesta revisió, podem afirmar que els següents tàxons pertanyen al grup de C. saxicola: C. Arnoldii (Wedd.) Zahlbr.; C. Biatorina (A. Massal.) J. Steiner; C. Clauzadeana Gaya, Nav.-Ros. & Cl. Roux; C. Decipiens (Arnold) Blomb. & Forssell, C. Nana Gaya & Nav.-Ros.; C. Pseudofulgensia Gaya & Nav.-Ros.; C. Pusilla (A. Massal.) Zahlbr.; C. Rouxii Gaya, Nav.-Ros. & Llimona; C. Saxicola (Hoffm.) Nordin; C. schistidii (Anzi) Zahlbr. i C. tegularis sensu auct. Per altra banda, C. cirrochroa (Ach.) Th. Fr.; C. saxicola ssp. laceratula (Arnold ex Poelt) Clauzade & Cl. Roux; C. obliterans (Nyl.) Blomb. & Forssell i C. proteus Poelt han estat excloses d'aquest grup. En aquest estudi, s'han descrit també tres espècies noves: C. clauzadeana Gaya, Nav.-Ros. & Cl. Roux, C. nana Gaya & Nav.-Ros. and C. pseudofulgensia Gaya & Nav.-Ros.; i s'ha proposat un nom nou: C. rouxii Gaya, Nav.-Ros. & Llimona [= C. saxicola ssp. miniata (Hoffm.) Clauzade & Cl. Roux].Tant a partir de la filogènia basada en dades d'ITS, com de la combinada amb caràcters morfològics i anatòmics, s'ha confirmat que, segons el concepte adoptat per nosaltres, el grup de C. saxicola és monofilètic. Així mateix, diverses de les espècies fins ara acceptades en aquest grup de Caloplaca han estat associades a valors de recolzament alts. Finalment, s'ha volgut confirmar la hipòtesi que considerava que les espècies lobulades de Caloplaca formen un grup monofilètic dins d'un mostreig taxonòmic més ampli de Teloschistaceae, en el que s'han inclòs tàxons que representen tots els grups d'espècies de Caloplaca. Amb aquest objectiu s'han realitzat anàlisis filogenètiques en seqüències d'ITS de 121 individus. Les relacions filogenètiques s'han examinat utilitzant les anàlisis de màxima parsimònia (MP) i inferència bayesiana (B) com a criteris d'optimització. Les diverses anàlisis realitzades no han permès provar amb bona confiança el monofiletisme de la família Teloschistaceae. No obstant això, el nostre estudi ha confirmat el polifiletisme de Caloplaca, Fulgensia, Teloschistes i Xanthoria. També s'ha pogut confirmar que les espècies tradicionalment incloses a Caloplaca subgènere Gasparrinia no formen una entitat monofilètica. C. aurantia, C. carphinea i C. saxicola s.str. són els únics grups que s'han recuperat monofilètics. Les nostres anàlisis també han posat en evidència que el gènere Letrouitia (Letrouitiaceae) pertany a les Teloschistaceae. En aquest estudi, la inclusió de senyal filogènetic a partir de les regions aliniades ambiguament a màxima parsimònia (caràcters INAASE i ARC recodificats) ha donat lloc a la millor reconstrucció filogenètica. Aquests caràcters han demostrat ser útils en filogènies a gran escala com la de les Teloschistaceae. Malgrat tot, amb un mostreig exhaustiu com el nostre, la incorporació d'aquests caràcters no ha resultat suficient per obtenir una resolució completa de les relacions filogenètiques. Per aquest motiu, en futurs estudis serà necessària la combinació de dades ITS amb les d'altres locus, i també l'addició de caràcters morfòlogics. / Teloschistaceae (Lecanoromycetes, lichen-forming Ascomycota) is a widespread family with considerable morphological and ecological heterogeneity across genera and species groups. In this family, the lichen genus Caloplaca is among the least known taxonomically. The poor understanding of its species has often led to being overlooked, although it can be considered as one of the most diversified genus among the crustose lichens.Moreover, the delimitation of this genus has been always problematic due mostly to the strong similarity between lobed species of Caloplaca and species of other genera within Teloschistaceae, such as Xanthoria or Fulgensia. Among all lobed Caloplaca species, the Saxicola group has been the most controversial taxonomically.To provide a comprehensive and more natural classification of this group of lobed Caloplaca, we report here results from a taxonomical and morphological revision, and phylogenetic analyses that were carried out on sequences of the nuclear rDNA internal transcribed spacer region (ITS).Based on this ITS phylogeny, together with the morphological and anatomical characters, some of the so far accepted species of this group of Caloplaca were associated with high support values. The same was true for potentially new cryptic species with elusive diagnostic morphological and anatomical characters. Finally, we tested the hypothesis that the lobed Caloplaca species form a monophyletic group within a broader taxon sampling of the Teloschistaceae, including taxa representing all species groups of Caloplaca. Phylogenetic analyses were carried out on sequences from ITS region obtained from 121 individuals. The various analyses carried out did not allow us to prove with high confidence the monophyly of the family Teloschistaceae. However, our study confirmed the polyphyly of Caloplaca, Fulgensia and Xanthoria, and revealed that genus Teloschistes is also nonmonophyletic. We also confirmed here that lobed Caloplaca species do not form a monophyletic entity. C. aurantia, C. carphinea and C. saxicola s.str. groups were the only ones recovered as monophyletic.

Aquesta tesi doctoral està basada en el desenvolupament de nous agents antimicrobians derivats del pèptid híbrid cecropina A-melitina WKLFKKILKVL-NH2 (Pep3) que siguin sostenibles i útils per al control de malalties de plantes. Es van dissenyar i sintetitzar més de 133 anàlegs de Pep3 mitjançant química combinatòria. Es van obtenir anàlegs de Pep3 amb una elevada activitat contra fitopatògens i que presentaven baixa toxicitat. Els millors anàlegs van presentar eficàcies comparables amb pesticides de referència en la prevenció d'infeccions causades per fitopatògens. Es va estudiar el mecanisme d'acció de KKLFKKILKYL-NH2 (BP100) investigant la seva interacció amb models de membrana mitjançant tècniques espectroscòpiques. Es va observar la capacitat de BP100 a induir la permeabilització, la neutralització, i l'agregació de vesícules lipídiques aniòniques a una determinada concentració llindar. Es va deduir una equació que relaciona la CMI d'un pèptid antimicrobià amb la constant de partició i la concentració llindar en la membrana. / This PhD thesis focused on the development of new sustainable antimicrobial agents derived from the cecropin A-melittin hybrid antimicrobial peptide WKLFKKILKVL-NH2 (Pep3) for use in plant protection. A set of 133 Pep3 analogues were designed and synthetized using a combinatorial chemistry approach. Analogues of Pep 3 with high antimicrobial activity and low toxicity were obtained. The best of them were highly effective preventing infections of phytopathogens being not significantly different to conventional pesticides. Insights into the mode of action of KKLFKKILKYL-NH2 (BP100) were carried out by investigating its interaction with different model membrane systems using spectroscopic methodologies. BP100-induced vesicle permeabilization, membrane electroneutrality, and vesicle aggregation at a defined threshold concentration. Moreover, it was deduced an equation that correlates the MIC of an AMP with the partition constant and the threshold concentration in the membrane.This equation provides an easily prediction of in vivo antimicrobial activities from simple biophysical parameters.

China represents around 20% of world population and this proportion will remain similar in the coming decades, whereas an improvement in diet will increase the consumption of wheat. Although wheat grain yields have been increasing in the last three decades, the challenges of feeding nearly 1.4 billion people will be significant in the next few decades. To satisfy this demand, it is paramount to study what agronomical and physiological traits may contribute to higher yield potential in wheat. Towards this goal, wheats from Henan Province, which is one of the wheat baskets of China, have been studied in this thesis. The objectives of this study were to identify the combination of agronomical, morphological and physiological traits that have contributed to the substantial improvements in yield potential of recently released Chinese winter wheats and to test phenotypical approaches that may help to speed further breeding advances in Chinese wheats. The yield potential of modern Chinese genotypes has grown as a result of an increase in harvest index (HI), grain number per unit area, and total above-ground biomass, whereas thousand kernel weight has been less affected. By contrast, most of the high yield genotypes are moderately adapted to stress conditions and highly susceptible to yellow rust strains in high-yielding Mediterranean conditions, indicating that stress adaptation has not been a priority in recent Chinese breeding for yield potential conditions. The stress adapted “ ideotype” consists of taller plants with a higher green aerial biomass, particularly during the reproductive stage, together with a better water status, the capacity to take up water during grain filling and a higher nitrogen use efficiency that is related to a more efficient uptake and utilization of N fertilizer. Moreover, the net photosynthesis (Pn) and stomatal conductance (gs) in flag leaves do not appear to be related to increases in yield potential, while total CO2 fixed by the whole ear appears to have a clear role in the yield increase. Studies of carbon (δ13C) and oxygen (δ18O) isotope composition have suggested that higher water use efficiency is involved in raising yield potential. However, such an increase was not achieved through a decrease in gs. By contrast, the high yield potential genotypes have higher nitrogen use efficiency (NUE), N remobilization capacity and uptake capacity during grain filling. These improvements were achieved by optimizing the ear N source/sink balance, which is mainly the result of N released from Rubisco degradation during grain filling. Besides detecting the physiological traits contributing to raising yield potential, testing for effective phenotyping tools to assess stress tolerance is important in breeding. This is the case for biotic stresses, such as yellow rust, where the use of low cost phenotyping approaches may help to select rust tolerance in the breeding pipeline. The use of conventional (i.e. red/blue/green, RBG) images provided an affordable approach to detect genotypic tolerance to yellow rust. Some colour characteristics, including hue, green fraction, greener fraction, a, and u have proved to be more efficient than other more conventional phenotyping approaches. / China representa alrededor del 20% de la población mundial y esta proporción se mantendrá similar en las próximas décadas y por tanto la mejora en la dieta incrementará el consumo de trigo. Aunque los rendimientos de grano en trigo han ido aumentando en las últimas tres décadas, la alimentación de casi 1400 millones de personas en las próximas décadas supone un reto significativo. Para satisfacer esta demanda, es fundamental estudiar qué rasgos agronómicos y fisiológicos pueden contribuir a un mayor rendimiento potencial en trigo. Para lograr este objetivo, los trigos de la provincia de Henan, una de las regiones productoras de trigo de China, se han estudiado en esta tesis. Los objetivos de este estudio fueron identificar la combinación de rasgos agronómicos, morfológicos y fisiológicos que han contribuido a las mejoras sustanciales en el rendimiento potencial de los trigos de invierno chinos recientemente comercializados y evaluar técnicas de fenotípado que pueden ayudar a acelerar los nuevos avances en la selección de trigos chinos. El rendimiento potencial de los genotipos modernos chinos ha aumentado como resultado de un incremento del índice de cosecha (HI), el número de granos por unidad de superfície, y la biomasa aeria total, mientras que el peso de mil granos ha sido menos afectada. Por el contrario, la mayoría de los genotipos de alto rendimiento están moderadamente adaptados a condiciones de estrés y son altamente sensibles a las cepas de roya amarilla en condiciones Mediterráneas de alto rendimiento, lo que indica que la adaptación al estrés no ha sido una prioridad en la selección recientemente realizada en China en condiciones de rendimiento potencial. El “ideotipo” adaptado al estrés consiste en plantas más altas con una mayor biomasa aérea verde, sobretodo durante la etapa reproductiva, junto con un mejor estado hídrico, la capacidad de absorber agua durante el llenado del grano y una mayor eficiencia en el uso del nitrógeno relacionada con una captación y utilización más eficiente de los fertilizantes nitrogenados. Por otra parte, la fotosíntesis neta (Pn) y la conductancia estomática (gs) en las hojas bandera no parecen estar relacionadas con el aumento del rendimiento potencial, mientras que el CO2 total fijado por toda la espiga parece tener un papel claro en el aumento del rendimiento. Estudios de composición isotópica de carbono (δ13C) y oxígeno (δ18O) han sugerido que el aumento de la eficiencia del uso del agua está implicado en el aumento de rendimiento potencial. Sin embargo, dicho aumento no se logró a través de una disminución de la gs. Por el contrario, los genotipos de alto rendimiento potencial tienen una mayor eficiencia en el uso del nitrógeno (NUE), una mayor capacidad de removilización del N y de absorción de agua durante el llenado del grano. Estas mejoras se lograron mediante la optimización del balance fuente / sumidero de N en la espiga, que es principalmente el resultado de la liberación de N procedente de la degradación de Rubisco durante el llenado del grano.

Cereals are the basis of the normal diet in most Mediterranean countries and it is estimated that they account for 35-50% of the regional populations’ dietary energy consumption. Water deficit is the main constraint limiting cereal productivity in the Mediterranean regions. Crop management and breeding may improve the performance of cereals under such stress conditions. However, the lack of efficient tools to monitor the performance of agronomical practices or to undertake appropriate phenotyping in breeding programs limits the efficiency of both avenues. Novel tools to monitor the cereals (durum wheat and maize) performance in the thesis are: 1. Stable isotopes In C3 plants the carbon isotope composition (δ13C) measured in plant tissues is considered as one of the most promising secondary traits in wheat (and other C3 cereals) when breeding for drought resilience. The δ13C has been reported to negatively correlate with Ci/Ca (the ratio of leaf intercellular to ambient CO2 concentration) and positively correlated with A/E (the ratio of net assimilation to water evaporated from the transpiring organs). Therefore, the δ13C is positively related to WUE, which is considered as the biomass produced per unit of water transpired. Correlations between δ13C and GY and/or aerial biomass (AB) may be either negative or positive according to the plant tissue sampled and environmental conditions tested. In the case of a C4 plant like maize, variations in the δ13C in response to water conditions are small in compared to C3 plants like wheat, but they are still adequate for use in maize as an indicator of water conditions during growth. The oxygen isotope composition (δ18O) of plant tissues is known to reflect the evaporative conditions throughout the crop cycle and thus it has been proposed as a proxy method for measuring transpiration as well as an indicator of genotypic differences in stomatal conductance (gs) in C3 and C4 plants. 2. Root traits Plant roots are the key organs in the plant responsible for the absorption of water and nutrients. Concerning root traits, their response to drought stress is still a challenging subject for research. The laborious work required for the study of the root system has prevented the adoption of root characteristics as routinely phenotyping traits for crop breeding. The root weight density (RWD) and root length density (RLD) are frequently used in root studies to describe the root weight and root length, respectively, within a soil volume and they reflect the capacity of roots to extract water and nutrients. The specific root length (SRL) is considered another of the most important and commonly measured morphological traits. Previous studies showed that a high SRL facilitates nutrient uptake in low-nutrient environments and makes plants more competitive for soil nutrient uptake. 3. The use of proximal (remote) sensing The assessment of AB is important for monitoring crop growth because it could reflect the effect of stresses on crop growth and senescence. Thus, a number of studies have revealed that spectral reflectance techniques have the potential to provide precise, non-destructive instantaneous quantitative estimates of AB. The Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) has been used as an indicator of AB and GY in cereals. In recent years the use of digital Red-Green-Blue (RGB) images has been proposed as an alternative to develop vegetation indices that may replace spectroradiometrical based NDVI. The price, size, and the easy use of conventional digital cameras make them viable alternatives to assess AB and GY in cereals. A number of studies have used digital RGB imaging to measure different colour parameters such as: greenness; intensity of green, red and blue; and derived normalized indices from the green, red and blue bands. / Los cereales son la base de la dieta normal en la mayoría de los países del Mediterráneo y se estima que representan del 35 al 50 % del consumo de energía alimentaria de las poblaciones de la región. La falta de agua, a veces acompañada con una baja disponibilidad de nitrógeno, es el principal limitante de la productividad de los cereales en las regiones Mediterráneas. Una mejora genética y un manejo de cultivos más eficientes pueden mejorar el rendimiento de los cereales en estas condiciones de estrés. Sin embargo, la falta de herramientas eficaces para monitorear el estado fisiológico del cultivo, ya sea para su empleo en manejo agronómico, como herramientas de fenotipeado asociado a la mejora genética o incluso para la predicción del rendimiento limita la agricultura mediterránea. La composición en isótopos estables de carbono (δ13C) medida en los tejidos de la planta se considera como uno de los rasgos secundarios más prometedores del trigo (y otros cereales del C3 y C4) en la mejora genética para resistencia a la sequía. Las correlaciones entre la δ13C y el rendimiento en grano o la biomasa aérea pueden ser negativas o positivas debido las condiciones medioambientales del ensayo. Las raíces de las plantas son los órganos clave de la planta responsables de la absorción de agua y nutrientes. Cómo la arquitectura de la raíz responde a la sequía y que rasgos de las raíces son claves continúa siendo un área de investigación que no está cerrada. El laborioso trabajo requerido para el estudio del sistema radicular ha impedido determinar que rasgos de la raíz pueden emplearse como criterios de fenotipado en mejora genética de cultivos. La evaluación de la biomasa aérea es importante para monitorear el crecimiento del cultivo porque podría reflejar el efecto de las diferentes condiciones de estrés en el crecimiento y la senescencia del cultivo. Así, una serie de estudios han reportado que las técnicas de reflectancia espectral/ imágenes digitales rojo-verde-azul (RGB) tienen el potencial de facilitar una estimaciones cuantitativas, instantáneas, no destructivas y precisas de la biomasa aérea.