Tesi realitzada al Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries (IRTA) - Centre de Cabrils / En les últimes dècades, les malalties de la fusta de la vinya han estat motiu d’una preocupació creixent, paral·lela a l’augment de la seva incidència arreu del món. En aquest context, l’objectiu global d’aquesta tesi ha estat el d’ampliar el coneixement de la biologia i l’epidemiologia d’aquestes malalties, així com el de valorar l’aplicació d’aquests nous coneixements en seu el control. Diferents espècies de fongs de la família Botryosphaeriaceae -entre elles, Diplodia seriata-, Eutypa lata i Phaeomoniella chlamydospora són alguns dels fongs patògens més importants. En un primer estudi es van caracteritzar 83 soques de D. seriata, des del punt de vista molecular, fenotípic -basat en la morfologia dels conidis, el creixement miceliar i la compatibilitat vegetativa i sexual- i patogènic. L’estudi molecular va mostrar un polimorfisme del 88 % entre les soques, que es van classificar en dos grups genètics diferenciats. La resta d’estudis realitzats no van ser congruents amb l’agrupació genètica establerta i es va posar de manifest una gran variabilitat intraespecífica a D. seriata. Malgrat això, es va confirmar el caràcter patogènic d’aquesta espècie. Per a millorar algunes tècniques de treball amb els tres patògens citats anteriorment, es va determinar el rang de concentració d’espores òptim per a realitzar inoculacions artificials en sarments de vinya. Per a obtenir percentatges d’infecció d’entre 50 i 70 % van ser necessaris de 100 a 1000 conidis de D. seriata per ferida inoculada, de 100 a 2000 conidis de P. chlamydospora i de 100 a 500 ascòspores d’E. lata. Es va estudiar l’alliberament de conidis de D. seriata en les restes de poda de la vinya. Es va observar la reducció progressiva de l’inòcul, amb disminucions significatives en el nombre de picnidis amb conidis, el nombre de conidis per picnidi i el seu percentatge de germinació . Tot i això, tres anys i mig després de la poda encara es detectaven conidis amb capacitat germinativa, fet indicatiu d’una gran persistència de la font d’inòcul. Es va determinar la micoflora d’infeccions naturals de les ferides de poda de la vinya. Els fongs més freqüents van ser, en ordre decreixent, D. seriata, P. chlamydospora i Cryptovalsa ampelina. En conjunt, les infeccions van ser més freqüents després de la poda d’hivern, en comparació amb la poda primerenca, a la tardor. La pluja acumulada després de la poda i les temperatures registrades durant aquest període van correlacionar positivament amb els percentatges d’infecció observats. La susceptibilitat de les ferides de poda a D. seriata i P. chlamydospora va disminuir a mesura que augmentava el temps entre la poda i la infecció. Les ferides van restar més temps susceptibles a la infecció de D. seriata després d’una poda a l’hivern. La longitud de l’entrenús podat no va semblar interferir en la colonització del sarment de D. seriata; en canvi, va dificultar la de P. chlamydospora. Finalment, es va estudiar l’efecte del tractament de termoteràpia amb aigua calenta sobre la viabilitat de vuit espècies de Botryosphaeriaceae. En un primer assaig in vitro, es va avaluar la supervivència i el creixement del miceli després de sotmetre els fongs a diverses combinacions de temps i temperatura en un bany d’aigua calenta. En un segon assaig in planta, els fongs, prèviament inoculats en sarments de vinya, es van sotmetre a un rang de 50-53 °C durant 30 minuts i se’n va determinar la supervivència. En l’assaig in vitro, D. seriata, Spencermartinsia viticola, Neofusicoccum luteum i N. parvum van ser les espècies més sensibles, i N. vitifusiforme i Lasiodiplodia theobromae, les més tolerants. En l’assaig in planta, totes les espècies van ser controlades a 51 °C, quedant demostrada l’eficàcia d’aquesta tècnica i la seva potencialitat per a ser usada en el procés de producció de planta al viver. / This thesis aimed at providing new background knowledge about the biology and epidemiology of grapevine trunk diseases as well as to integrate the outcome into the development of new control measures. Some of the most relevant trunk pathogenic fungi including Diplodia seriata, Phaeomoniella chlamydospora and Eutypa lata were studied. Eighty-three D. seriata isolates were characterized with respect to their genetic, phenotypic and pathogenic features. Isolates were grouped into two distinct genetic groups. No relationships between these groups and the other studied variables were found. Diplodia seriata was confirmed as a weak grapevine pathogen but showing intraespecific variability in terms of virulence. In order to optimize the inoculum potential used in artificial inoculations with D. seriata, E. lata and P. chlamydospora, grapevine pruning wounds were inoculated with different spore doses. Infection percentages between 50-70 % were achieved when inoculating with 100-1000 conidia of D. seriata per wound, 100-2000 conidia of P. chlamydospora and 100-500 ascospores of E. lata. Release of D. seriata conidia from pruning debris was assessed. A progressive reduction in inoculum pressure was recorded as a decrease in pycnidia that contained conidia, mean amount of conidia per pycnidium and conidial viability. However, 3.5 years after pruning, viable conidia were still detected, thus confirming that pruning debris is an important long-lasting inoculum source. Pathogenic micoflora resulting from natural infections of pruning wounds included, in order of descending abundance, D. seriata, P. chlamydospora, Cryptovalsa ampelina and E. lata. Infection rates were generally higher after a late punning in winter as compared with those of an early pruning in autumn. The susceptibility of pruning wounds to D. seriata and P. chlamydospora decreased as the time between pruning and infection events increased. Pruning wounds remained more susceptible to D. seriata after a late pruning in winter. The length of the pruned internode did not inhibit cane colonization by D. seriata, but it did for P. chlamydospora. Hot water treatment reduced the viability and mycelial growth of eight Botryosphaeriaceae species in laboratory tests, thus showing the feasibility of this technique as a means of control in the grapevine propagation process.

Capítols 3 a 6 escrits en anglès / In recent decades, much work has gone into collecting and conserving phytogenetic resources, resulting in a considerable increase in the number of entries stored ex situ in germplasm banks. However, these resources have been underexploited because, amongst other reasons, they have yet to be characterized and evaluated. Breeders need this information to obtain more productive and nutritious ideotypes that require less care and fulfill consumers' sensory preferences. The common bean (Phaseolus vulgaris L.) is the legume most consumed by humans. Being one of the most important sources of protein worldwide, it has high nutritional quality and affords some protection against certain diseases. In this species, the need for evaluation is especially evident for sensory and culinary traits. The lack of data about these traits blocks breeding for greater sensory appeal and impedes the consolidation of beans in the diets of the most demanding customers. This doctoral thesis aims to contribute to the rationalization of seed banks of beans collected in Catalonia and to expand the information available about the sensory and culinary traits of these materials as well as of those in the core collection of Spanish beans. Greater knowledge of the variability in this large group of entries will enable us to learn more about the genetic control of the degree of curvature in the Ganxet landrace and to orient a breeding program for another traditional landrace of interest, Tavella Brisa. The work done for this thesis has enabled the entries collected in Catalonia to be classified into 20 representative groups on the basis of morphological and molecular markers. It has also led to a rational ordering within the landrace with the greatest number of entries collected, Ganxet, in which 24 inbreds representing the variability within the landrace have been selected. Both in the core collection of Spanish beans and in the entries collected in Catalonia, the estimated variability for internal sensory traits and culinary traits is high, whereas the variability for the external sensory traits is somewhat lower. Analyzing this information in function of the area where the materials were originally domesticated has shown that Andean varieties have more perceptible seed coats, are mealier, and have stronger flavor than Mesoamerican varieties. An analysis of these traits in function of the color of the seeds has shown that white seeds have rougher seed coats, are less mealy, have milder flavor, and tend to break more during cooking. The data also show that the extreme curvature of seeds in the Ganxet landrace is genetically correlated with high protein content and low mealiness. Seed curvature is an easy-to-measure trait with relatively simple genetic control, involving at most 3 loci, and environmental factors have little influence on its expression. Thus, Ganxet could be used to increase protein content and decrease mealiness in other varieties of beans through backcrossing. In the Tavella Brisa landrace, a breeding program has enabled the obtainment of a new variety, Croscat, that conserves the morphologic and sensory traits of the historic landrace while eliminating agronomic defects such as lodging, facilitating mechanical harvesting and avoiding losses due to disease. These gains underline the high potential of ex situ conservation of entries once resources have been invested in characterizing, evaluating, and improving these materials. / En las últimas décadas se ha realizado una gran labor en la recolección y conservación de recursos fitogenéticos, lo que ha incrementado considerablemente el número de entradas almacenadas ex situ en los bancos de germoplasma. Sin embargo, estos materiales están infrautilizados, debido entre otras causas, a la falta de caracterización y evaluación de los mismos. Esta situación contradice las aparentes necesidades de los fitomejoradores que buscan alcanzar nuevos ideotipos más productivos y nutritivos que consuman menos insumos y satisfagan las preferencias sensoriales de los consumidores. La judía grano (Phaseolus vulgaris L.) tiene una elevada calidad nutricional y cierta capacidad de protección frente a algunas enfermedades, es la leguminosa más importante para el consumo humano y constituye una de las principales fuentes de proteína a nivel mundial. En esta especie, la falta de evaluación es especialmente patente en los caracteres sensoriales y culinarios, lo cual bloquea la mejora genética para estos aspectos y dificulta la consolidación de las judías en las dietas de los consumidores más exigentes. Esta tesis doctoral pretende contribuir a la racionalización de las colecciones de judía procedentes de Cataluña y, a su vez, abordar la caracterización sensorial y culinaria tanto de dichas entradas, como del conjunto de entradas de la colección nuclear de judías española. Un mayor conocimiento de la variabilidad en este numeroso grupo de materiales nos va a permitir profundizar en el control genético del grado de curvatura de la variedad Ganxet y abordar un programa de mejora en otra variedad tradicional de interés, Tavella Brisa. El trabajo realizado ha permitido clasificar las entradas colectadas en Cataluña en 20 grupos representativos, empleando descriptores morfológicos y moleculares. Dentro de la variedad con mayor número de entradas colectadas, Ganxet, también se ha efectuado un proceso de racionalización, en el que se han seleccionado 24 líneas puras que representan la variabilidad intravarietal. Tanto en la colección nuclear de judías española como en la colección procedente de Cataluña se ha estimado una elevada variabilidad para los caracteres sensoriales internos y culinarios y algo menor para los caracteres sensoriales externos. El análisis de esta información en función del origen de domesticación ha permitido establecer que las variedades de origen Andino tienen la piel más perceptible, son más harinosas y tienen mayor flavor que las variedades Mesoamericanas. El mismo análisis realizado en función del color de la semilla ha mostrado que las semillas de color blanco tienen la piel más rugosa, son menos harinosas, tienen menor flavor y presentan menor número de judías enteras tras la cocción. Se ha establecido también que el grado de curvatura extremo de la variedad Ganxet está genéticamente correlacionado con un elevado contenido de proteína y con la cremosidad. Este carácter ha mostrado un control genético sencillo (máximo 3 loci), baja influencia ambiental en su expresión y además resulta fácil de medir, lo que sugiere que Ganxet podría emplearse para incrementar el contenido de proteína y la textura cremosa en otras variedades de judía, mediante procesos de retrocruce. Finalmente, como resultado del programa de mejora de la variedad Tavella Brisa, se ha obtenido una nueva variedad denominada Croscat, que conserva las características morfológicas y sensoriales de la variedad histórica y corrige defectos agronómicos como el encamado. Lo que facilita la mecanización de la cosecha y evita las mermas por patologías. Todo esto contribuye a demostrar que las colecciones conservadas ex situ tienen un extraordinario potencial, pero para que este se ponga de manifiesto es necesario invertir grandes esfuerzos en su caracterización, evaluación y mejora.

En nuestro país el clavel es una de las plantas ornamentales de mayor interés en floricultura por su elevada producción, gracias a las condiciones climáticas tan favorables y por su gran aceptación en el mercado floral, no solo nacional sino también internacional, debido a sus características estéticas. Los hibridadores españoles, mediante laboriosos trabajos de cruce y selección, persiguen la obtención de variedades cada vez más adaptadas a nuestra zona y que reúnan las mejores características en cuanto a potencia, vigor y color. Sin embargo, existe un notable vacío en lo que se refiere a estudios de identificación de pigmentos flavonoides y determinación de factores que influyen en la manifestación del color, sobre todo en nuestras variedades mediterráneas (raza nizarda). La presencia de determinados pigmentos flavonoides en las flores no es el único factor que determina la coloración que ellas manifiestan; existen otros aspectos como la concentración de pigmentos, formación de complejos con metales, efectos de copigmentación y pH del jugo celular, que provocan variaciones de color para un mismo contenido en pigmento, dando lugar a la aparición, en las diferentes especies vegetales, de colores distintos a los que los flavonoides por si solos deberían manifestar. Así se explica, por ejemplo, la existencia de flores azules en la naturaleza, cuando las antocianidmas que se conocen -delfinidina, cianidina y pelargonidina- dan solamente la gama de colores que va del malva al rosa. Las múltiples combinaciones que se pueden producir in vivo con los flavonoides muestran la complejidad del estudio de los aspectos relacionados con la manifestación del color. Tal como hemos señalado antes, la falta de estudios centrados en este punto, junto a la importancia que dichos conocimientos tenían en el campo de la Genética, hicieron que decidiésemos iniciar su estudio con miras a la realización de un trabajo de tesis doctoral. Este laboratorio estaba en relación con hibridadores de la comarca de "El Maresme" (Barcelona) que gentilmente ofrecieron las variedades obtenidas en dicha zona. De entre todas ellas, existen algunas que si bien no cumplen con todos los requisitos señalados para ser consideradas como variedades excelentes, presentan como característica esencial un color rojo intenso y un brillo especial en sus pétalos que las hace sumamente apreciadas sobre otras variedades de mayor calidad. Por ese motivo, el objeto de esta Tesis se centrró en el estudio de esta característica "color y brillo especial de los pétalos" de dichas variedades y compararlo con el de otras variedades, como el rojo Scania mutante de la variedad Sin de raza americana, para poder determinar las causas que provocan las diferencias de brillo y tonalidad que presentan unas y otras.Para ello se llevaron a cabo las siguientes pruebas:a) - análisis cualitativo, mediante extracción e identificación de los principales pigmentos flavonoides que colorean los pétalos. b) - análisis cuantitativo de dichos pigmentos. c) - análisis electroforético de los mismos para evidenciar posibles fenómenos de copigmentación. d) - estudio de la influencia de ciertos factores ambientales, como la temperatura, en la producción de los pigmentos. e) - y finalmente, estudio micromorfológico de la superficie de los pétalos por microscopía ordinaria e iluminación episcópica y con microscopio electrónico "scanning", para determinar la influencia del microrelieve cuticular en la manifestación del brillo en el pétalo. Como al factor "color" se le exige, además de nitidez y brillantez, que no esté sujeto a cambios o decoloraciones, tan to antes como después de cortar y conservar en agua la flor, se tuvo también presente en el trabajo este nuevo aspecto del color, no menos importante Gracias a estos trabajos se obtenía un conocimiento profundo de los aspectos relacionados con la manifestación del color en los pétalos de "Dianthus". De esta forma, se podrían realizar posteriores trabajos de cruce, mejora y selección, encaminados a la determinación del mecanismo de la transmisión del color entre variedades elegidas previamente bajo los criterios de nuestra investigación, con lo cual se llegarían a obtener variedades de colores nuevos más en la línea de la moda y gusto actual. Los resultados obtenidos y la discusión del trabajo pondrán de relieve la complejidad de todos estos aspectos

El género Thymus representa una fuente natural de materias primas, especialmente hoja seca y aceite esencial. Este estudio pretende determinar los requerimientos hídricos más convenientes para el cultivo de tres especies de tomillo (Thymus hyemalis Lange, Thymus zygis Loefl. ex L. y Thymus vulgaris L.).Los resultados indican que Th. hyemalis y Th. zygis, especies autóctonas, ofrecen rendimientos en fitomasa y aceite esencial excelentes con un escaso riego. El cultivar empleado de Th. vulgaris precisa un mayor aporte de agua.Estas plantas presentan una acusada variabilidad intraespecífica, con considerables fluctuaciones en la composición cuantitativa de su aceite esencial. La síntesis de timol, componente comercialmente más apreciado, se ve favorecida por suplementos hídricos bajos.El cultivo de especies espontáneas de tomillo en Murcia puede ser una alternativa a los cultivos tradicionales, dada la escasez de agua de esta zona y el óptimo rendimiento que ofrecen estas plantas aportándoles un mínimo riego. / The genus Thymus represents a natural source of raw materials, so this study aims determining the most suitable water requirements for the cultivation of three species of thyme (Thymus hyemalis Lange, Thymus zygis Loefl. ex L. and Thymus vulgaris L.).Th. hyemalis and Th. zygis, native to our area, offer an excellent phytomass and essential oil yield with a low level of watering. The cultivar of Th. vulgaris used needs a higher water supply.This genus shows a marked intraspecific variability, with considerable fluctuations in the quantitative composition of its essential oil. The synthesis of thymol, the most commercially appreciated component, is favoured by low water supplements.The cultivation of spontaneous species of thyme in the Region of Murcia can be an alternative to traditional crops because of the shortage of water in this area, and the optimal yield offered by these plants by providing them a minimum irrigation.

Els objectius essencials d'aquesta tesi són desenvolupar un model d'interpolació de dades climàtiques, usar aquesta informació per elaborar un model fitogeogràfic i derivar una cartografia a partir dels models numèrics.Aquest treball proposa una metodologia empírica per modelitzar i cartografiar distintes variables climàtiques mensuals i anual (temperatura mitjana de les mínimes, mitjanes i màximes i precipitació). El mètode consisteix en interpolar espacialment la informació de les estacions meteorològiques usant una anàlisi de regressió múltiple on les variables independents siguin les variables geogràfiques (altitud, latitud, continentalitat i radiació solar). Aquesta metodologia, a més, ha estat implementada en un Sistema d'Informació Geogràfica. L'obtenció de mapes objectius amb un nivell conegut d'error és una informació rellevant que a més ha estat comparada amb altres mètodes d'interpolació. Per cartografiar el model hem reproduït l'equació de l'anàlisi de regressió múltiple mitjançant àlgebra de mapes. Per poder realitzar aquesta operació hem generat prèviament una matriu ràster (mapa) de cada una de les variables independents. La resolució emprada és de 200 m per tota l'Espanya peninsular. Els mapes obtinguts (mapes potencials) han estat corregits mitjançant els residus de l'anàlisi de regressió. Aquests residus han estat interpolats a la resta del territori per obtenir mapes de residus que ens mostren les anomalies climàtiques (distingint les zones on el model prediu per sobre o per sota dels valors observats). Mitjançant aquests mapes d'anomalies corregim els mapes potencials per obtenir el que anomenem mapes reals. El model ha estat elaborat amb el 60% de les estacions i validat amb el restant 40% tot i que els mapes finals, lògicament, s'han elaborat amb el 100% de les dades. El resultats són força bons ja que s'obtenen valors (R2 del test) entre 0.81-0.89 com a mitjanes dels distints models testats.Hem utilitzat mapes climàtics, mapes orogràfics (altituds i pendents) i informació de la distribució d'espècies vegetals (parcel·les del segon Inventario Forestal Nacional) per elaborar els quadres d'exigències de les espècies vegetals arbòries més rellevants de l'Espanya peninsular. A partir dels quadres d'exigències hem calculat els estadístics descriptius (mitjana i desviació estàndard) que ens han permès tenir tres nivells distints: rang dins una desviació estàndard (68% de la població), dues desviacions (95%) i mínim-màxim (100%). Per a cada variable implicada hem reclassificat les matrius ràster amb valors 1 (dins l'interval) i 0 (fora l'interval). Finalment, per àlgebra de mapes hem obtingut uns mapes de distribució potencial d'espècies basat en un índex d'idoneïtat (nombre de coincidències). / Developing a numerical model to interpolate climatic data, using this information for building a fitogeographic model and mapping these numerical models are the main objectives of this thesis.This work proposes an empirical methodology to model and map some monthly and annual climatological variables (mean minimum temperature, mean temperature, mean maximum temperature and precipitation). The method consists in a spatial interpolation of the information available in the meteorological stations based in a multiple regression analysis where the independent variables are the geographical ones (altitude, latitude, continentality and solar radiation). Moreover, this methodology had been implemented in a Geographical Information System. Obtaining objective maps with a known error level is an interesting information that in addition have been compared with other interpolation techniques as classical (contour lines) and geostatisitcal (kriging). For mapping the model we have reproduced the equation of the multiple regression analysis using map algebra. Previously, however, we have built a raster matrix (map) of each one of the independent variables. We have worked with a 200 m resolution for the whole peninsular Spain. The obtained maps (potential maps) and have been corrected using the residual error of the regression analysis. These correctors have been interpolated for obtainig the anomaly maps. Using this anomaly maps we can correct the potential maps to obtain the real maps. We have used 60% of the stations to build the model and the remaining 40% for validation purposes. Nevertheless, the final maps have been built using the whole set of stations. The results are very interesting because we obtain values (R2 of the test) between 0.81-0.89 as mean values for the different tested models.We have used climatological maps, orographic maps (altitude and slope) and information about the distribution of vegetal species (plots of the second National Forestry Inventory) to build the ecological range of the most important trees of the peninsular Spain. From the ecological ranges we have calculated the descriptive statistics (mean and standard deviation) that allow us to obtain three different levels: range within one standard deviation (68% of the plots), two standard deviation (95%) and minimum-maximum (100%). For each involved variable we have reclassified the raster matrix with values of 1 (inside the range) and 0 (outside the range). Finally, using map algebra, we have obtained maps of potential distribution of vegetal species based in a suitability index (number of coincidences). Also, we have developed some applications of the climatological and fitogeographical models, being the most interesting one the prediction of the changes in species distribution assuming a climatic change.

Les xarxes complexes serveixen als ec olegs per a estudiar les interaccions de pollinitzaci o a nivell comunitari. Actualment, es necessari construir xarxes que siguin representacions m es realistes del proc es de pol.linitzaci o per tal d'incrementar la seva utilitat pr actica. Per aix o, aquesta tesi es centra en incorporar a les xarxes la variaci o interindividual i informaci o sobre la magnitud i el signe (positiu, neutre o negatiu) dels efectes de les interaccions sobre la reproducci o de les plantes. Les esp ecies consten de poblacions d'individus amb fenotips, genotips i comportaments diferents, que per tant poden diferir en les interaccions. Aquesta variaci o intraespec ca es rellevant per molts processos ecol ogics i evolutius, per o no s'ha tengut en compte en la majoria d'estudis de xarxes planta-pol.linitzador. En els cap tols 1 i 2 s'estudien les c arregues pol.l niques d'exemplars d'insectes pol.linitzadors en dues comunitats de muntanya a Mallorca i es construeixen xarxes on els nodes dels pol.linitzadors representen individus en lloc d'esp ecies. Aquesta aproximaci o permet considerar la variaci o interindividual i aporta una nova perspectiva sobre l'estructura de les xarxes i els mecanismes que determinen les interaccions. Les xarxes de transport de pol.len a nivell d'individu tenen una densitat d'interaccions, connect ancia, grau d'anidament i diversitat d'interaccions m es baixa que les mateixes xarxes a nivell d'esp ecies, i per contra una modularitat major. Es troben aquestes difer encies perqu e les esp ecies de pol.linitzadors generalistes estan formades per individus especialistes i heterogenis en l' us de recursos. El grau d'especialitzaci o individual est a associat a la intensitat de compet encia inter- i intraespec ca. Per a que les xarxes planta-pol.linitzador representin millor les implicacions funcionals, han d'incloure mesures dels efectes de les interaccions sobre les esp ecies o de la magnitud real en qu e les esp ecies depenen d'aquestes interaccions. La freq u encia d'interacci o es considera una estimaci o v alida de la magnitud de l'efecte del pol.linitzador sobre l' exit reproductiu de la planta, per o no aporta cap informaci o del seu signe. Per exemple, en plantes amb mecanismes de producci o de llavors que no depenen d'insectes (e.g. autog amia, anemog amia), les interaccions poden tenir efectes neutres sobre la reproducci o. En el cap tol 3, per diferents plantes de dues comunitats d'estudi (costa i muntanya) es quanti ca el seu grau de depend encia dels pol.linitzadors, comparant experimentalment la producci o de llavors amb i sense insectes. L'objectiu es determinar si les esp ecies que s on m es depenents dels pol.linitzadors s on tamb e les que estan m es connectades en les xarxes de visites orals, es a dir si tenen major centralitat, nombre i diversitat d'interaccions. Nom es en una de les dues comunitats estudiades es troba aquesta relaci o, fet que suggereix que pot dependre del contexte comunitari. D'altra banda, hi ha interaccions que poden causar m es efectes negatius que positius sobre l' exit reproductiu de les plantes. Aix o pot passar quan els pol.linitzadors depositen pol.len conespec c en els estigmes, per o alhora tamb e pol.len heterospec c. La transfer encia interespec ca de pol.len es relativament comuna, perqu e sovint les esp ecies de oraci o simult ania comparteixen pol.linitzadors, i pot tenir efectes perjudicials per les plantes (e.g. p erdua de pol.len, obstrucci o dels estigmes). En el cap tol 4, s'estudien les transfer encies de pol.len interespec ques en tres comunitats andines al llarg d'un gradient altitudinal. Es construeixen xarxes dirigides representant la transfer encia de pol.len des de les esp ecies donants a les receptores i a cada interacci o de la xarxa s'hi associa un signe per representar l'efecte. Aquest signe s'obt e de la relaci o entre el pol.len conespec c i heteroespec c depositat sobre els estigmes. En totes les comunitats estudiades, les interaccions positives i neutres s on predominants, particularment en la comunitat de major altitud. Aquesta troballa suggereix que la facilitaci o entre plantes d'una comunitat pot augmentar quan les condicions pel servei de pol.linitzaci o es tornen menys favorables. / Las redes complejas sirven a los ec ologos para estudiar las interacciones de polinizaci on a nivel comunitario. Actualmente, para incrementar su utilidad pr actica, es necesario construir redes que sean representaciones lo m as realistas posibles del proceso de polinizaci on. Por este motivo, esta tesis se centra en incorporar a las redes la variaci on interindividual y informaci on sobre la magnitud y el signo (positivo, neutro o negativo) de los efectos de las interacciones sobre la reproducci on de las plantas. Las especies constan de poblaciones de individuos con fenotipos, genotipos y comportamientos distintos, que por tanto pueden diferir en sus interacciones. Esta variaci on intraespec ca es relevante para muchos procesos ecol ogicos y evolutivos, pero no se ha considerado en la mayor a de estudios de redes plantapolinizador. En los cap tulos 1 y 2 se estudian las cargas pol nicas de ejemplares de insectos polinizadores en dos comunidades de monta~na en Mallorca y se construyen redes donde los nodos de los polinizadores representan individuos en lugar de especies. Esto permite incorporar la variaci on interindividual y aportar una nueva perspectiva sobre la estructura de las redes y los mecanismos que determinan las interacciones. Las redes de transporte de polen a nivel de individuo tienen una densidad de interacciones, conectancia, anidamiento y diversidad de interacciones m as baja que las mismas redes a nivel de especies, pero una modularidad mayor. Estas diferencias ocurren porque las especies de polinizadores generalistas est an formadas por individuos especialistas y heterog eneos en la utilizaci on de recursos. El grado de especializaci on individual est a asociado a la intensidad de competencia inter- e intraespec ca. Para que las redes planta-polinizador sean m as representativas de las implicaciones funcionales deben incluir medidas de los efectos de las interacciones sobre las especies o de la magnitud real en que las especies dependen de estas interacciones. La frecuencia de interacci on se considera una estimaci on v alida del efecto del polinizador sobre el exito reproductivo de la planta, aunque no aporta informaci on sobre su signo. Por ejemplo, en plantas con mecanismos de producci on de semillas independientes de los insectos (e.g. autogamia, anemogamia), las interacciones pueden tener efectos neutros sobre la reproducci on. En el cap tulo 3, para diferentes plantas de dos comunidades de estudio (costa y monta~na) se cuanti ca el grado de dependencia de polinizadores comparando experimentalmente la producci on de semillas con y sin insectos. El objetivo es determinar si las especies m as dependientes de polinizadores son tambi en las m as conectadas en las redes, con mayor centralidad, n umero y diversidad de interacciones. S olo en una de las comunidades de estudio se encuentra esta relaci on, sugiriendo que es variable en funci on del contexto comunitario. Por otro lado, hay interacciones que pueden causar efectos m as negativos que positivos sobre el exito reproductivo de las plantas. Esto puede pasar cuando los polinizadores depositan polen conespec co y heterospec co en los estigmas. La transferencia interespec ca de polen es relativamente com un, porque a menudo las especies de oraci on simult anea comparten polinizadores, y puede tener efectos perjudiciales para las plantas (e.g. p erdida de polen, obstrucci on de estigmas). En el cap tulo 4, se estudian las transferencias de polen interespec cas en tres comunidades andinas a lo largo de un gradiente altitudinal. Se construyen redes dirigidas que representan la transferencia de polen desde las especies donantes a las receptoras y a cada interacci on se le asocia un signo mostrando el efecto. Este signo se obtiene de la relaci on entre el polen conespec co y heteroespec co depositado sobre los estigmas. En todas las comunidades estudiadas, predominan las interacciones positivas y neutras, particularmente en la comunidad de mayor altitud. Esto sugiere que la facilitaci on en una comunidad puede aumentar cuando las condiciones para la polinizaci on se vuelven menos favorables. / Ecologists use network analysis to study pollination interactions at a communitywide level. The construction of plant-pollinator networks which are realistic representations of the pollination process is fundamental to increase their usefulness and ecological meaning. For that reason, this thesis focuses on incorporating to such networks individual variation and information about the magnitude and sign (positive, neutral or negative) of interaction e ects on plant reproduction. Species consist of populations of phenotypically, genetically and behaviourally diverse individuals which thus di er in their interactions and foraging decisions. Despite its relevance for many ecological and evolutionary processes, intraspeci c variation has been overlooked in most plant-pollinator network studies. In chapters 1 and 2, pollen loads of insect pollinator individuals are studied in two mountain communities of Mallorca, and networks where pollinator nodes depict individuals instead of species are built. Such approach (network downscaling) permits to account for the variation within species and provides new insights on network interaction patterns and their causal mechanisms. Pollen-transport networks at the individual level had lower linkage density, connectance, nestedness and interaction diversity, than the same networks at the species level, but higher modularity. These di erences occur because generalist pollinator species are composed of heterogeneous specialist individuals in the use of resources. The degree of individual specialization is associated with inter- and intraspeci c competition. Plant-pollinator networks which represent more accurately functional implications should include measures of interaction e ects on species or estimates of the actual degree to which species depend on such interactions. In general, interaction frequency is considered a good surrogate of the magnitude of interaction e ects, although it does not give any information about the e ect sign. For instance, in plant species with mechanisms for producing seeds independently of pollinators (e.g. autogamy, anemogamy), interactions may have a neutral reproductive e ect. In chapter 3, the degree of reproductive dependence on pollinators is quanti ed for several plant species in two study communities (coast and mountain), comparing seed set with and without insects. The objective is to determine whether plant species which depend more on pollinators are also more connected in ower-visitation networks, i.e. have high centrality, number and diversity of interactions. Such relationship is only found in one of the two study communities, which suggests that it is community-context dependent. On the other hand, there are interactions which may cause more negative than positive e ects on plant reproductive success. This may happen when owervisitors deposit both conspeci c and heterospeci c pollen on stigmas. Such interspeci c pollen transfer is common because co- owering plants often share pollinators, and can have detrimental e ects on plant tness (e.g. pollen loss and stigma clogging). In chapter 4, interspeci c pollen transfers are studied in three high-Andean communities along a mountain altitudinal gradient. Directed networks depicting pollen transfers from donor to receptor species are constructed, and a sign is associated to each network link to represent the e ect. This sign is obtained from the study of the relationship between conspeci c and heterospeci c pollen deposited on stigmas. In all study communities, facilitative and neutral pollinator-mediated interactions among plants prevail over competition, particularly in the highest elevation community. This nding suggests that pollination facilitation in communities can increase under less favourable conditions for the pollination service, supporting previous predictions of higher incidence of facilitative interactions in stressful environments.

En aquesta tesi es van descriure els principals fons algals del detrític costaner de la plataforma continental de Mallorca i Menorca (illes Balears, Espanya), i es van proposar mètodes efectius per al seu mostreig tant a nivell de paisatge com de comunitat. Així, en primer lloc, es van identificar i caracteritzar sis paisatges algals principals a partir de les mostres recol·lectades mitjançant l’arrossegament de fons, que permet mostrejos en àrees extenses. Seguidament, es van descriure algunes de les comunitats presents en aquests paisatges (maërl de Spongites fruticulosus, bosc de Laminaria rodriguezii i llit de Peyssonnelia inamoena) a partir de mostres obtingudes amb la draga Box-Corer i el patí epibentònic, que permeten mostrejos en àrees més reduïdes que l’arrossegament de fons. Finalment, la comparació qualitativa de dades pròpies i d’altres publicades en la bibliografia va permetre avaluar la composició i la distribució de les comunitats dominades per macroalgues dels fons detrítics del Mediterrani i l’Atlàntic Nord-oriental. / This thesis aims to describe the main algal-dominated coastal detritic bottoms of the continental shelf off Mallorca and Menorca (Balearic Islands, Spain), and provide effective methods for their sampling. Firstly, six main algal assemblages were identified and characterized thanks to the samples collected by means of bottom trawl, as it allows sampling in extensive areas. Moreover, the description of some communities that characterized some of the algal assemblages (maërl of Spongites fruticulosus, Laminaria rodriguezii forest and Peyssonnelia inamoena bed) were performed with samples obtained with the Box-Corer dredge and the beam trawl, which allowed sampling on smaller areas than bottom trawl. Finally, the qualitative comparison of our own data and data from published studies allowed to assess the composition and the distribution of the macroalgal-dominated communities of the coastal detritic bottoms from the Mediterranean and the Northeastern Atlantic.

L'activació de SUMO està catalitzada per l'heterodímer SAE2/SAE1 en una reacció depenent d'ATP. La subunitat SAE2 està organitzada en tres dominis funcionals: el domini d'adenilació, on SUMO és adenilat, el domini Cys que conté la cisteïna catalítica involucrada en la formació del tioéster amb l'extrem C-terminal de SUMO, i el domini UBL que s'ha descrit el seu paper en el reclutament de E2 per E1. La subunitat petita SAE1 presenta una contribució menor a la formació del domini d'adenilació i aparentment no estableix contacte amb SUMO. Arabidopsis expressa dues isoformes de SAE1, SAE1a i SAE1b i en aquesta tesi s'ha estudiat la rellevància biològica d'aquestes. Els nostres resultats indiquen que AtSAE1a és més estable que AtSAE1b tan in vitro com in vivo, i la taxa de conjugació de SUMO és depenent de la isoforma AtSAE1 present en la barreja de reacció, suggerint que l'activació de SUMO pot ser regulada pels nivells relatius de les isoformes de AtSAE1 presents in vivo. Per altra banda, s'ha descrit la capacitat de SUMO per interaccionar de manera no covalent amb el seu corresponent E2. Els determinants estructurals responsables d'aquesta interacció estan conservats a humans i llevat, suggerint que és un mecanisme conservat. A Arabidopsis s'ha detectat expressió de 5 isoformes de SUMO (AtSUMO1, 2, 3 i 5), de les quals només AtSUMO1 i 2 són capaços d'establir aquestes interaccions no covalents amb E2. Posteriorment, s'ha avaluat si aquestes diferències comporten una conseqüència a l'hora de ser conjugades a un substrat in vitro. Com a molècula acceptora de SUMO s'ha utilitzat el domini C-terminal de la catalasa 3 d'Arabidopsis. S'ha observat que AtSUMO1, 2 i 3 són capaços de ser conjugats al substrat, tot i que AtSUMO3 es conjugat d'una manera més ineficient, amb una taxa fins a quatre vegades inferior que AtSUMO1 i 2. En canvi, AtSUMO5 no es conjugat en nivells que es puguin detectar en cap de les situacions estudiades. Paral·lelament, durant aquesta tesi s'ha descrit que el domini AtE1 UBL disminueix l'eficiència de la conjugació de SUMO in vitro. S'han generat plantes transgèniques que expressen el domini AtE1 UBL i s'ha observat que l'expressió d'aquest domini in vivo provoca un fenotip de nanisme i floració primerenca. A més, en situacions d'estrès, aquestes plantes són incapaces d'acumular el mateix nivell de conjugats de SUMO que plantes silvestres.Amb tots aquests anàlisis es dedueix que la maquinària de sumoilació a Arabidopsis presenta una gran complexitat en quant a nombre de components, entre els quals podria existir una especificitat de funció. A més, la sumoilació es un procés essencial i està regulant processos tan importants com la floració, el creixement i el desenvolupament de les plantes. / SUMO activation is catalyzed by the heterodimer SAE2/SAE1 in an ATP-dependent reaction. The SAE2 subunit is organized into three functional domains: the adenylation domain, where SUMO is adenylated, the Cys domain containing the catalytic cysteine involved in the thioester formation with SUMO Ct, and the UBL domain which has been involved in E2 recruitment. To E1. The small subunit SAE1 has a minor contribution to the adenylation domain formation and apparently it does not establish direct contacts with SUMO. Surprisingly, Arabidopsis expresses two SAE1 isoforms, AtSAE1a and AtSAE1b and we have investigated the biological relevance of this. Our results indicate that AtSAE1a is more stable than AtSAE1b both in vivo and in vitro, and that SUMO conjugation rate is dependent on the AtSAE1 isoform present in the reaction mixture, suggesting that SUMO activation could be regulated by the relative levels of AtSAE1 isoforms present in vivo. Together, our results suggest that SUMO activation could be a rate limiting step in the conjugation cascade in vivo.

Climatic models predict higher fluxes of UV-B radiation and a decrease in summer precipitation in the near future for the Mediterranean region. The UV radiation can be an oxidative stress factor for plants affecting their physiological activity and morphology. In this context, we aim to investigate the effects of UV (as UV-A as UV-B) radiation on Mediterranean woody species and its interaction with low water availability. The results showed that UV-A supplementation caused an increase in the plant biomass of some species when plants were grown under a low water supply. This beneficial effect on plant biomass seemed to be mediated by an improvement of plant water relations. Increases in leaf sclerophylly or leaf thickness, depending on the experiment, in response to enhanced UV radiation might have contributed to the amelioration of plant water deficit / Durant les properes dècades, a la Regió Mediterrània es preveu un augment de la radiació ultraviolada UV-B i una disminució en la precipitació. La radiació UV pot ser un factor oxidatiu per les plantes afectant la seva activitat fisiològica i la seva morfologia. En aquest context pretenem investigar els efectes de la radiació UV (tant UV-A com UV-B) sobre les espècies llenyoses mediterrànies així com la seva interacció amb una baixa disponibilitat hídrica. Els nostres resultats mostren que l’augment dels nivells d’UV-A pot incrementar la producció de biomassa quan les plantes creixen sota condicions de baixa disponibilitat hídrica. Aquest efecte beneficiós podria ser degut a una millora de les relacions hídriques. Els canvis en la morfologia foliar observats en resposta a la radiació UV (fulles més gruixudes o amb un major índex de massa per àrea depenent de l’experiment) poden haver contribuït a aquesta millora de les relacions hídriques

This thesis focuses on different spatial issues in relation to the commonest weed species (Avena sterilis L. and Lolium rigidum Gaudin) in dryland cereal crops.A 3-year detailed study of L. rigidum and A. sterilis mixed weed community at contrasting scales offered an insight on the various factors that affect weed distribution across space and time. A. sterilis showed fairly constant spatial structure of its population across time at large scale, with well-defined patches. L. rigidum showed poorly defined patches that were not stable across time. Interaction between species explained to some degree the spatial distribution at large scale: there was a progressive replacement of L. rigidum by A. sterilis. At fine scale both species showed a clear interaction effect from primary dispersal (more important in A. sterilis) and secondary dispersal from combine harvesting (more important in L. rigidum) which generated a clearly banded pattern in L. rigidum populations but not in A. sterilis.Many attempts have been made to characterise the competition against wheat from L. rigidum and A. sterilis, but no attention has been paid to within field spatial and temporal variation. The stability of competition in crop-weed mixtures dominated by L. rigidum and A. sterilis across time and location was examined. A. sterilis was more competitive than L. rigidum, and this relationship was stable over time and location. However, L. rigidum performed better in a dry season, whilst its effect was hardly noticeable in a wetter one. The competitive relationships between weeds and this changes in competitive ability could explain to some degree the spatial distribution of weeds and the replacement of L. Rigidum by A. sterilis that was found.Dispersal behaviour had been reported for A. sterilis, but not for L. rigidum. Therefore, the relationship between the dispersal of seeds and the distribution pattern of weeds at fine scale was only analysed for L. rigidum. Primary dispersal of L. rigidum seeds occurs in a very limited space around the parent plants, but the density of seed is low since most seeds do not spontaneously fall from spikes. In contrast, many seeds are spread by combine harvesters. Maximum dispersal distance exceeded 18 m from established stands in cereal fields, although most seeds remained within the established stands. In addition, the action of the combine harvesters tended to accumulate L. rigidum seeds predominantly under the straw swath, with some lateral movement. This action could explain the fine scale banded pattern of L. rigidum in cereal fields.Seed dispersal equations were included in a demographic model in order to assess the population dynamics and the spread of Lolium rigidum from a point source. The model was used to describe the behaviour of L. rigidum populations in the absence of control practices and to predict the effect of various control strategies. The sensitivity of the model to variation in demographic parameters was low except for seed production, for which sensitivity was up to 99%. Spread rate was hardly affected by changes in demographic parameters except fecundity, which at its lowest limit keeps the population at a critical size and leads to occasional extinction. Thus, the management practices with the greatest influence on population growth would be those affecting seed production or seed losses during dispersal. However, factors most affecting patch spread would be weed phenology (mainly rate of spontaneous seed shed at harvest) and disruption of the cereal cycle (fallow), but not demographic parameters, since these do not affect dispersal distance. The contribution of dispersal to spatial patterning was clear, since the simulation model predicted a fine scale banded-pattern similar to that found in the field. / L'agricultura de precisió, i en concret els tractaments localitzats de males herbes, presenta certes limitacions en la pràctica. Aquesta tesi intenta analitzar aquestes limitacions mitjançant l'estudi de diferents aspectes de l'ecologia de les espècies de males herbes més freqüents i abundants als conreus de cereals de secà de Catalunya (Avena sterilis L. i Lolium rigidum Gaudin).L'estudi al llarg de tres anys d'una comunitat mixta d'A. sterilis i L. rigidum a diferents escales de treball va mostrar que hi ha diferents factors que afecten al llarg del temps i l'espai la distribució espacial de les males herbes. A. sterilis va mostrar una estructura espacial constant al llarg del temps a escala de finca, amb rodals ben definits. L. rigidum però va presentar rodals poc definits que no van ser estables al llarg del temps. La interacció entre les dues espècies va ser una de les causes dels canvis en la distribució espacial a escala de finca: es va produir un reemplaçament progressiu de L.rigidum per A. sterilis. A escala de detall totes dues espècies van mostrar una clara interacció entre la dispersió primària (més important a A. sterilis) i la dispersió secundària per les segadores (més important a L. rigidum) que genera un patró en bandes en L. rigidum.Tot i que sovint s'ha analitzat la competència d'aquestes males herbes amb els cereals, no s'ha donat gaire importància al fet que els efectes d'aquestes puguin variar en funció de l'espai i del temps. En la comunitat examinada A. sterilis va mostrar-se més competitiva que L. rigidum, i aquesta relació va ser estable tan en el temps com en l'espai. No obstant, L. rigidum va ser més competitiu en una campanya seca, mentre que gairebé no va causar pèrdues en una campanya més humida. La relació de competència entre espècies y els seus canvis poden explicar fins a cert punt la distribució espacial de les males herbes y el reemplaçament d'unes espècies per altres.Com que la dispersió ja havia estat caracteritzada per altres espècies del gènere Avena, es va treballar la relació entre dispersió i estructura espacial a petita escala per L. rigidum. Com que bona part de les llavors de L. rigidum no es desprenen abans de la sega, moltes són dispersades per les segadores. Aquesta dispersió té un gran abast (més de 18 m) tot i què la majoria de llavors no recorren grans distàncies. A més, les segadores acumulen les llavors de L. rigidum sota la palla segada, amb poca dispersió lateral. Aquest fenomen explica el patró en bandes de les plantes de L. rigidum als camps de cereals.Les dades de dispersió van ser incorporades en un model demogràfic espacialment explícit per avaluar la dinàmica de poblacions a partir d'un focus puntual, així com per avaluar l'efecte de les pràctiques de control. La sensibilitat del model a la variació dels paràmetres demogràfics va ser baixa, excepte per a la fecunditat. La taxa d'expansió no es va veure afectada pels paràmetres demogràfics excepte per la fecunditat, que al seu límit inferior manté la població al marge de la extinció per atzar. Les pràctiques de control més efectives per reduir el creixement de les poblacions són aquelles que afecten la incorporació de llavors al sòl. No obstant, els factors que més afecten l'expansió de les poblacions són la proporció de llavors que romanen a les plantes en el moment de la sega i la disrupció del cicle del cereal amb el guaret, però no els paràmetres demogràfics, ja que aquests no afecten la distància de dispersió.