En aquesta Tesi Doctoral es van caracteritzar in vitro quatre cultivars de patata amb diferent cicle de maduració, Agata, Monalisa, Kennebec i Red Pontiac en base al desenvolupament vegetatiu i radical dels explants. L’efecte del MeJa es va avaluar en base al desenvolupament vegetatiu i radical dels explants exposats a 0,10, 50, 250 i 1250 nM de MeJa. La tolerància a l’estrès salí es va avaluar en base al desenvolupament vegetatiu i radical dels explants dels quatre cultivars exposats a 0, 30, 60, 90, 120 mM de NaCl. Una vegada determinat l’efecte del MeJa i la tolerància a la salinitat, es va avaluar l’efecte protector del MeJa front l’estrès salí combinant les concentracions de NaCl i MeJa amb els quatre cultivars de patata. La determinació de la prolina i l’activitat enzimàtica de la catalasa i la peroxidasa es varen utilitzar com indicadors de tolerància a l’estrès salí. / En esta Tesis Doctoral se caracterizó in vitro cuatro cultivares de patata con diferente ciclo de maduración, Agata, Monalisa, Kennebec y Red Pontiac en base al desarrollo vegetativo y radical de los explantos. El efecto del MeJa se evaluó en base al desarrollo vegetativo y radical de los explantos expuestos a 0, 10, 50, 250 y 1250nM de MeJa. La tolerancia al estrés salino se evaluó en base al desarrollo vegetativo y radical de los explantos de los cuatro cultivares expuestos a 0, 30, 60, 90 y 120mM de NaCl. Una vez determinado el efecto del MeJa y la tolerancia a la salinidad, se evaluó el efecto protector del MeJa frente al estrés salino, combinando las concentraciones de NaCl y MeJa en los cuatro cultivares de patata. La determinación de la prolina y la actividad enzimática de la catalasa y peroxidasa se utilizaron como indicadores de tolerancia al estrés salino. / In this Doctoral Thesis four potato cultivars with different maturity cycle Agata, Monalisa, Kennebec, and Red Pontiac were characterized in vitro, characterization was based on explants vegetative and root development. MeJa effect was evaluated in four potato cultivars in base of explants vegetative and root development exposed to 0, 10, 50, 250 and 1250nM of MeJa. Salinity tolerance was evaluated in four potato cultivars in base of explants vegetative and root development exposed to 0, 30, 60, 90, and 120mM NaCl. After determining the effect of MeJa and the tolerance to salinity, the protective effect of MeJa was evaluated against salt stress, combining NaCl concentrations and MeJa in four potato cultivars. The determination of the proline and the enzymatic activity of catalase and peroxidase were used as indicators of salt stress tolerance.

L’activitat de recerca i desenvolupament en el camp de la biotecnologia genera de forma altament dinàmica noves cèl· lules i productes d’interès en múltiples sectors. En aquest context, cal explorar en temps raonables i amb mitjans altament tecnificats i estandarditzats, el potencial productor de les diferents cèl· lules modificades, en quant al seu creixement, la capacitat producció i la qualitat dels productes obtinguts. Establir les condicions d’un procés productiu basat en cèl· lules requereix completar un nombre d’etapes molt elevat: des de la selecció del model cel· lular i la realització de treballs de biologia molecular fins a assolir un procés productiu amb unes condicions optimitzades. En aquest treball es presenta el disseny i desenvolupament d’un sistema de múltiples minibioreactors orientats a escometre les primeres fases del desenvolupament del bioprocés de forma ràpida, sistemàtica i amb informació rellevant sobre l’evolució de les principals variables de cultiu, de manera que sigui possible realitzar, entre altres experiments, la selecció de clons, caracterització del seu comportament en cultiu, optimització de medis de cultiu, i proves de toxicitat de molècules sobre els perfils dels cultius. El disseny del sistema de múltiples minibioreactors presentat reuneix els avantatges dels sistemes habituals de cultiu a petita escala, com són el treball amb volums reduïts i la capacitat de realitzar diversos cultius en paral· lel, així com els avantatges del treball amb reactors de major volum, com són l’homogeneïtat i el coneixement que les principals variables del cultiu estan en valors no limitants per a aquest. Així doncs, s’ha donat una elevada importància a que els minibioreactors disposin d’un sistema d’agitació que permeti assegurar l’homogeneïtat del seu contingut, i a disposar de sistemes de seguiment. Aquests permeten d’una banda conèixer els valors de les variables dels cultius, i d’altra banda la caracterització del comportament de les cèl· lules estudiades, obtenint dades útils per al disseny dels bioprocessos corresponents que puguin ser transferires amb èxit els processos cap a majors escales, i permetent prosseguir el camí cap a l’escala de producció sense que apareguin incidències, bàsicament pèrdues de productivitat, degudes a la manca de coneixement existent habitualment en les cultius a petita escala. Prèviament a iniciar l’etapa de desenvolupament tecnològic, s’ha realitzat un estudi preliminar per tal de tenir un major coneixement de les prestacions necessàries dels equips, tant pel que fa a la funcionalitat dels sistemes que proporcionen les condicions necessàries per al creixement dels cultius (agitació i aeració), com pel que fa a la potencialitat i limitacions dels sistemes de seguiment seleccionats. D’entrada, l’objectiu ha estat seguir el pH i l’oxigen dissolt com a variables del cultiu, la concentració cel· lular per a conèixer el creixement, i el consum d’oxigen com a indicador metabòlic, si bé el pH també és una variable que dóna informació interessant relativa al metabolisme i fisiologia dels cultius. Donats els diferents enfocaments de desenvolupament possibles en funció dels models cel· lulars a emprar, se n’ha seleccionat un d’ells, les cèl· lules animals. Així, el disseny detallat del sistema de minibioreactors s’ha orientat cap a aplicacions amb aquest model cel· lular, i aquesta elecció també s’ha tingut en compte en el capítol de desenvolupament, on s’han posat a punt els sistemes per a permetre la realització d’aquest tipus de cultius (bàsicament agitació i aeració), realitzant una caracterització hidrodinàmica dels minibioreactors desenvolupats. D’altra banda, també en aquest capítol es presenta el desenvolupament de les tècniques per a seguir la concentració cel· lular, el pH, l’oxigen dissolt i consum d’oxigen. La darrera part d’aquest treball, una vegada desenvolupades i validades les diferents tecnologies, consta de la realització de cultius emprant diferents tipus de cèl· lules, valorant la reproduïbilitat de l’equip i discutint la informació que aquest proporciona quan una línia cel· lular es cultiva a condicions diferents. Finalment, també cal remarcar que aquest treball obre les portes al desenvolupament de noves prestacions per al sistema de múltiples minibioreactors desenvolupat, com són el control del pH i de l’oxigen dissolt, i la possible utilització del sistema per al cultiu de bacteris i llevats. / The research and development in the biotechnological field generates a vast amount of new cells and products of interest for various economical sectors. In this framework, it is needed to explore, in reasonable times and with automated means, the potential of the generated, regarding its growth, productivity and quality of the obtained products. Establishing the culture conditions of a productive process based in cells required accomplishing several stages: from the selection of the cellular system and the realization of molecular biology works to the achievement of a bioprocess having optimized conditions. In this work the design and development of a multiple minibioreactor system is presented, having the aim of fastening the first stages of the bioprocess development, in a systematic way, and acquiring relevant information regarding the evolution of the main culture variables, making possible the realization of various sorts of experiments such as clone selections, the characterization of its culture performance, the culture medium optimization, and the toxicological evaluation of molecules. The design of the multiple minibioreactor system combines the benefits of the usual small scale culture systems, such as the consumption of small amounts of medium ad the capability of performing multiple parallel cultures, and the benefits of larger scale culture systems, such as the homogeneity and the knowledge of the main culture variables, ensuring these do not have limiting values. Consequently, special attention has been paid to the development of a stirring system ensuring the homogeneity of the bioreactor content and to the monitoring systems allowing the characterization of the cell growth and metabolism, which permits having sufficient data to upscale the process, minimizing the risks of such duty. Before starting the technological development stage, a preliminary study has been done with the aim of identifying and characterizing the required equipment features, regarding the auxiliary equipment supplying the culture conditions (stirring, aeration), and also regarding the potentiality and limitations of the monitoring systems. The main culture environmental variables to be monitored are pH and dissolved oxygen, whereas to monitor growth cellular concentration is to be followed. Additionally, oxygen consumption is to be used as a metabolic indicator, and pH is also a variable from which it can be obtained interesting information regarding culture physiology and metabolism. Given the different design possibilities for the required technologies depending on the cellular models to be used, one of them, precisely mammalian cells have been chosen. Thus, the detailed design and development of the minibioreactor system has been directed towards applications with such cellular model, paying special attention to the characteristic requirements of mammalian cells (basically agitation and aeration), and to the hydrodynamic characteristics of the system. On the other hand, also in the technological development chapter, techniques to monitor cell concentration, pH, dissolved oxygen and oxygen consumption have been implemented. Once the technological development has been completed and the required functionalities validated, in the last part of this work various cultures are performed with the aim of evaluating the culture reproducibility, and the information obtained by the equipment as it is used for culturing a certain cell line at various conditions. Finally, it is also interesting to underline the potential fields of development based on this work: new features of the multiple minibioreactor system, such as the pH and dissolved oxygen controls, and the potential use of the system for the culture of bacteria and yeast.

The process that gives rise to all the mature blood cells from the HSCs (Hematopoietic Stem Cells) is known as hematopoiesis. In the adult, hematopoiesis takes place in the bone marrow although the HSCs are likely generated during embryonic life (reviewed in Cumano and Godin, Ann. Rev. Immunol 2007). Mouse embryonic hematopoiesis starts at embryonic day 7-7.5 in the extraembryonic yolk sac, whereas intraembryonic hematopoiesis starts at 9.5 in the aorta surrounded by gonad and mesonephros (a region known as AGM). The current knowledge is that both hematopoietic tissues can generate either pre-HSCs or adult HSCs that will seed the fetal liver by day 12 (that expands the pool of HSCs) and finally, near birth, the bone marrow, which will sustain adult-life hematopoiesis (reviewed in Cumano and Godin, Ann. Rev. Immunol, 2007). The Notch signaling pathway regulates tissue homeostasis and development not only in the embryo but in the adult as well (reviewed in Lai, Development 2007). Notch controls proliferation, differentiation and cell death in a wide variety of tissues including the nervous system, the vascular system and the hematopoietic system. In the latter, Notch has been described to regulate HSC proliferation, cell fate decisions and inhibition/induction of programmed cell death by apoptosis (reviewed in Radtke, Febs Letters 2006). Our results from the analysis of knock-out mice for some of the members of the Notch signaling pathway such as RBPjk (Oka, Development 1995), Jagged1 (Xue, Hum Mol Genet 1999) and Jagged2 (Jiang, Genes Dev 1998) and the usage of pharmacological inhibitors such as DAPT or L-685, indicate that Notch is dispensable for yolk sac hematopoiesis, although induces cell death by apoptosis in the compartment of erythroid Ter119+ cells generated in this tissue (Robert-Moreno, Leukemia 2007). On the other hand, Notch signaling pathway is required for the generation of hematopoietic progenitors and HSCs in the AGM since directly regulates the expression of the hematopoietic transcription factor GATA2 (Robert-Moreno, Development 2005). Finally, we propose that Notch activation through the ligand Jagged1 (but not Jagged2) is required for the activation of GATA2 expression and the generation and/or amplification of a pool of HSCs with high repopulation ability (Robert-Moreno, manuscript in preparation). / El procés de generació de cèl.lules sanguínies madures a partir de les cèl.lules mare hemopoètiques o HSCs (de l'anglès Hematopoietic Stem Cells) rep el nom d'hemopoesi. A l'adult, l'hemopoesi ocòrre en el moll de l'òs tot i que es creu que les HSCs es generen durant el desenvolupament embrionari (revisat a Cumano y Godin, Ann. Rev. Immunol 2007). En el ratolí l'hemopoesi embrionària comença a dia 7-7.5 de gestació, en el sac extraembrionari, mentres que a dia 9.5 comença l'hemopoesi intraembrionària en l'aorta rodejada de gònada i mesonefros (regió denominada AGM). Actualment, es creu que ambdós teixits hemopoètics són capaços de generar pre-HSCs o HSCs adultes, que colonitzaran el fetge fetal a dia 12 de gestació (amplificant-se el nombre de HSCs) i finalment, prop del naixement, el moll de l'òs, on donaran lloc als diferents tipus cel.lulars hemopoètics durant la vida adulta (revisat a Cumano y Godin, Ann. Rev. Immunol, 2007). La via de senyalització cel.lular a través del receptor de membrana Notch regula processos d'homeostasi i desenvolupament de teixits, tant en l'embrió com en l'adult (revisat a Lai, Development 2007). La via de Notch controla processos de proliferació, diferenciació i mort cel.lular en teixits tant diferents com el sistema nerviós central, sistema vascular o el sistema hemopoètic. En aquest últim, s'ha descrit funcions de Notch en la proliferació de cèl.lules mare, presa de decisions de destí cel.lular o prevenció i/o inducció de mort cel.lular per apoptosi (revisat a Radtke, Febs Letters 2006). Els nostres resultats mitjançant l'anàlisi de ratolins mutants en alguns dels components de la via de Notch, com RBPjk (Oka, Development 1995), Jagged1 (Xue, Hum Mol Genet 1999) i Jagged2 (Jiang, Genes Dev 1998) i l'ús d'inhibidors farmacològics de la via de Notch (tals com DAPT i L-685) indiquen que la via de Notch no és indispensable per l'hemopoesi del sac embrionari, tot i que regula l'homeostasi en el compartiment de cèl.lules eritroides Ter119+ que es generen en aquest, mitjançant la inducció de mort cel.lular programada o apoptosi (Robert-Moreno, Leukemia 2007). En canvi, la via de Notch és requerida per la generació de progenitors hemopoètics i HSCs en la regió de l'AGM i demostrem que aquest procés és degut a que Notch1 regula directament l'expressió del factor de transcripció GATA2 en les cèl.lules endotelials de la paret ventral de l'aorta (Robert-Moreno, Development 2005). Finalment, també proposem que l'activació del receptor Notch a través del lligand Jagged1 (però no Jagged2) és necessària per l'activació de l'expressió de GATA2 i la generació i/o amplificació de HSCs amb gran capacitat repobladora (Robert-Moreno, manuscrit en preparació).

El desenvolupament de cultius biofortificats amb un major contingut de minerals mitjançant l'enginyeria genètica pot resultar útil per combatre la malnutrició a curt o mitjà termini. En aquest projecte ens vam proposar desenvolupar plantes d'arròs transgèniques que acumulessin més calci (Ca) i seleni (Se) al gra. Les línies transgèniques van ser caracteritzades a nivell molecular, i es va avaluar com afectava l'expressió dels transgens a l'acumulació de minerals i al metabolisme del Ca i del Se en les plantes transgèniques. L’Striga perjudica greument la producció de cereals a l'Àfrica. L'ús de l'enginyeria genètica pot permetre el desenvolupament de noves varietats de cereals que produeixin menys quantitat d'estrigolactones, fent-les així resistents a l'Striga. En aquest estudi vam desenvolupar línies de blat de moro transgèniques que expressaven una construcció genètica de RNAi, per tal de disminuir l'expressió de dos dels gens involucrats en la biosíntesi d'estrigolactones, el Zmd27 i el Zmccd8. / El desarrollo de cultivos biofortificados con un mayor contenido de minerales mediante la ingeniería genética puede resultar útil para combatir la malnutrición a corto o medio plazo. En este proyecto nos propusimos desarrollar plantas de arroz transgénicas que acumulasen más calcio (Ca) y selenio (Se) en el grano. Las líneas transgénicas resultantes fueron caracterizadas a nivel molecular, y se evaluó cómo afectaba la expressión de los transgenes en la acumulación de minerales, así como en el metabolismo del Ca y del Se en las plantas transgénicas. El género Striga perjudica gravemente la producción de cereales en África. El uso de la ingeniería genética puede permitir el desarrollo de nuevas variedades de cereales que produzcan menos cantidad de estrigolactonas, haciéndolas así resistentes a la Striga. En éste estudio desarrollamos líneas de maíz transgénicas que expresaban niveles más bajos de dos de los genes involucrados en la biosíntesis de estrigolactonas, el Zmd27 y el Zmccd8. / The generation of biofortified staple crops with enhanced mineral content through genetic engineering is a promising approach to counter malnutrition in the short- and middle-term. We aimed to create a population of transgenic rice plants with increased capacity for calcium (Ca) and selenium (Se) accumulation in the grain. Transgenic rice lines were characterized at molecular level, and the impact of transgene expression on mineral accumulation and endogenous Ca and Se metabolism was preliminary evaluated. Cereal production in Africa is severely hampered by Striga infection. Genetic engineering can be used to develop Striga resistant cereal varieties through reducing strigolactone production. We generated transgenic maize plants expressing RNAi constructs targeting two genes involved in the strigolactone biosynthetic pathway, Zmd27 and Zmccd8. Expression of target genes was effectively down-regulated and distinctive phenotypes were observed in both transgenic lines. Strigolactone levels were drastically reduced in Zmccd8 line and offers great potential for Striga control.

L’objectiu d’aquesta Tesi Doctoral va ser estudiar l’efecte dels gens Ppd-1 sobre la fenologia i els components del rendiment en blat dur. Es va treballar amb una col•lecció de línies amb diverses combinacions al•lèliques per a Ppd-A1 i Ppd-B1, avaluades en quatre localitats a Espanya i Mèxic durant els anys 2007 i 2008. Els resultats mostren que la temperatura i el fotoperíode van distingir les localitats estudiades. Els gens Ppd-1 van explicar gran part de la variabilitat genètica del període sembra-antesi i l’expressió de Ppd-A1a va augmentar quan el fotoperíode mig fins a floració va ser inferior a 12 h. Els al•lels que confereixen insensibilitat al fotoperíode es van classificar com GS-100>GS- 105>Ppd-B1a segons la potència del seu efecte sobre la fenologia. Els genotips portadors de l’al•lel Ppd-A1b van rendir menys en tots els ambients degut a un menor número d’espigues/m2 i menor pes del gra. Els efectes compensatoris entre components del rendiment van ser menors en ambients favorables. / El objetivo de esta Tesis Doctoral fue estudiar el efecto de los genes Ppd-1 sobre la fenología y los componentes del rendimiento en trigo duro. Se trabajó con una colección de líneas con diversas combinaciones alélicas para Ppd-A1 y Ppd-B1, evaluadas en cuatro localidades en España y México durante los años 2007 y 2008. Los resultados muestran que la temperatura y el fotoperíodo distinguieron las localidades estudiadas. Los genes Ppd-1 explicaron gran parte de la variabilidad genética del período siembra-antesis y la expresión de Ppd-A1a aumentó cuando el fotoperíodo medio hasta floración fue inferior a 12 h. Los alelos que confieren insensibilidad al fotoperíodo se clasificaron como GS-100>GS-105>Ppd-B1a según la potencia de su efecto sobre la fenología. Los genotipos portadores del alelo Ppd-A1b rindieron menos en todos los ambientes, debido al menor número de espigas/m2 y menor peso del grano. Los efectos compensatorios entre componentes del rendimiento fueron menores en ambientes favorables. / The aim of this thesis was to study the effect of Ppd-1 genes on the phenology and yield components of durum wheat. A set of lines carrying different allelic combinations at Ppd-A1 and Ppd-B1 loci were tested in four sites (two in Spain and two in Mexico) during 2007 and 2008. The results showed that meteorological traits mostly distinguishing between sites were temperature and photoperiod. The Ppd-1 genes explained much of the genetic variability of sowing-anthesis period. The expression of Ppd-A1a increased when the average photoperiod until anthesis was lower than 12 h. According to its effect on phenology alleles conferring photoperiod insensitivity were classified as GS-100> GS-105> Ppd-B1a. Genotypes carrying the allele Ppd-A1b resulted consistently in the lowest yields due to their few number of spikes per m2 and light grains. Compensatory effects between yield components were lower under favorable environments.

La caracterització de Phytophthora infestans, principal patogen de la patata, és d'importància per a la seguretat alimentària. Per això es van realitzar prospeccions en províncies altament productores d'Espanya obtenint 52 aïllats. En aquests aïllats es van identificar mitjançant tècniques moleculars els tipus d'aparellament A1 i A2 mostrant la possibilitat d'aparellament. Els haplotips mitocondrials van indicar la presència de tipus Ia, associat als llinatges clonals US-7 i US-8. Posteriorment, mitjançant la utilització de marcadors SSR es van identificar 12 genotips, entre els quals es troba Blue 13 i les seves variants. L'espectre de virulència va mostrar 17 varietats fisiològiques entre les quals es trobaven aïllats complexos amb 11 gens de virulència. Sobre aquests aïllats complexos es va avaluar a l'acció de 4 fungicides amb diferents matèries actives, sent la Ciazofamida la que va controlar als mateixos. Finalment, dos aïllats agressius es van inocular en espècies silvestres, per identificar fonts de resistència. El programa de millora va permetre seleccionar 33 clons de 2n any amb caràcters agronòmics desitjables i resistents a resistents a P. infestans. / La caracterización de Phytophthora infestans, principal patógeno de la patata, es de importancia para la seguridad alimentaria. Por ello se realizaron prospecciones en provincias altamente productoras de España obteniendo 52 aislados. En estos aislados se identificaron mediante técnicas moleculares los tipos de apareamiento A1 y A2 mostrando la posibilidad de apareamiento. Los haplotipos mitocondriales indicaron la presencia de tipo Ia, asociado a los linajes clonales US-7 y US-8. Posteriormente, mediante la utilización de marcadores SSR se identificaron 12 genotipos, entre los que se encuentra Blue 13 y sus variantes. El espectro de virulencia mostró 17 razas fisiológicas entre las que se encontraron aislados complejos con 11 genes de virulencia. Sobre estos aislados complejos se evaluó a la acción de 4 fungicidas con diferentes materias activas, siendo la Ciazofamida la que controló a los mismos. Por último, dos aislados agresivos se inocularon en especies silvestres, para identificar fuentes de resistencia. El programa de mejora permitió seleccionar 33 clones de 2° año con caracteres agronómicos deseables y resistentes a resistentes a P. infestans. / The Characterization of Phytophthora infestans, main pathogen of potato, is relevant for food security. For that reason it had made a survey in different places from Spain obtaining 52 isolates. The molecular techniques were first identified the mating types A1 and A2 showing the mating possibility. The presence of type Ia was identified by mitochondrial haplotypes, this type is associated with clonal lineages US-7 and US-8. Subsequently, by using SSR markers were identified 12 genotypes among them Blue 13 and its variants. The virulence spectrum study identified 17 physiological races where there had complex isolates with 11 genes of virulence. These complex isolated were evaluated by 4 fungicide with different active materials, being Cyazofamid who controlled to isolated. Finally, two aggressive isolates were inoculated in wild species, to identify sources of resistance. The improvement program allowed selected 33 clones of 2nd year with desirable traits and resistant to P. infestans.

En un assaig de tres anys amb pomes Golden Smoothee, cultivades a Gimenells (Lleida), es van realitzar diferents estratègies d'aplicació de calci sobre els fruits, combinades amb dues dosis d'abonat nitrogenat. Es van comparar els fruits de Gimenells amb els d'una finca de Pina d'Ebre (Saragossa), on també es va aplicar en totes dues el producte 1-MCP. Realitzant aplicacions de calci precollita, es va aconseguir incrementar els nivells d'aquest nutrient a les pomes, i caldrà aconseguir uns continguts mínims per obtenir una bona qualitat en collita i després de la seva conservació, aconseguint reduir el bitter pit i la plara, encara que no es van arribar a eliminar totalment. Una aplicació elevada de nitrogen va provocar una interacció amb el calci, que es va manifestar en el segon any d'assaig. Els fruits tractats amb 1-MCP van aconseguir mantenir millor la fermesa durant la conservació, amb uns nivells de respiració i producció d'etilè menors. / En un ensayo de tres años con manzanas Golden Smoothee, cultivadas en Gimenells (Lleida), se realizaron diferentes estrategias de aplicación de calcio sobre los frutos, combinadas con dos dosis de abonado nitrogenado. Se compararon los frutos de Gimenells con los de una finca de Pina de Ebro (Zaragoza), donde también se les aplicó en ambas el producto 1-MCP. Realizando aplicaciones de calcio precosecha, se consiguió incrementar los niveles de este nutriente en las manzanas, siendo necesario alcanzar unos contenidos mínimos para obtener una buena calidad en cosecha y después de su conservación, consiguiéndose reducir el bitter pit y la plara, aunque no se llegaron a eliminar totalmente. Una aplicación elevada de nitrógeno provocó una interacción con el calcio, que se manifiesto en el segundo año de ensayo. Los frutos tratados con 1-MCP consiguieron mantener mejor la firmeza durante la conservación, con unos niveles de respiración y producción de etileno menores. / In a three-year trial with Golden Smoothee apples grown in Gimenells (Lleida), different strategies were performed calcium application on fruit, combined with two doses of nitrogen fertilization. We compared the fruits of Gimenells with an estate of Pina de Ebro (Zaragoza), where he also was applied in both the product 1-MCP. Performing preharvest calcium application, is able to increase the levels of this nutrient in apples, being necessary to achieve minimum contents for a good quality harvest and after storage, which results in reducing bitter pit and plara, but were never total elimination. A high nitrogen application caused an interaction with calcium, which is evident in the second year of study. The fruits treated with 1-MCP got better maintain firmness during storage, with levels of respiration and ethylene production minors.

La esparceta (Onobrychis viciifolia Scop.) es una leguminosa forrajera tradicional en Europa, apreciada por los ganaderos por su apetecibilidad, alto valor nutritivo y no producir meteorismo en los animales. A pesar del descenso habido en las superficies cultivadas desde los años 60, el cambio hacia una agricultura más sostenible ha reactivado el interés por esta planta. Para mejorar en el conocimiento del cultivo, la presente tesis ha tenido como objetivos estudiar la variabilidad de una colección de variedades de esparceta a nivel agronómico y genético, así como evaluar la incidencia de diferentes ritmos de corte sobre el rendimiento, la composición química del forraje y el estado de reservas radiculares de las plantas. Adicionalmente, se ha estudiado el proceso reproductor de la planta con el fin de avanzar en el conocimiento de la cinética del mismo y del grado de autoincompatibilidad de la esparceta. Para ello, se diseñaron cuatro ensayos experimentales. En el ensayo I, se evaluó una colección de 23 variedades, 11 de ellas de origen nacional y 12 europeas, según criterios agronómicos, morfológicos y de composición química durante tres años. Este ensayo fue completado con el ensayo II, el cual estudió la diversidad genética de la colección de variedades de esparceta mediante el uso de microsatélites EST-SSR; en ausencia de loci de microsatélites disponibles en el género Onobrychis, se evaluó la transferibilidad de marcadores de microsatélites de Medicago y Glycine a especies de Onobrychis. El ensayo III estuvo enfocado hacia la determinación del efecto de diferentes ritmos de corte sobre el rendimiento y la composición química del forraje, así como su influencia sobre el estado de las reservas radiculares. Por último, el ensayo IV inició el estudio de la biología reproductiva de la esparceta, abordando la descripción morfológica de la flor, la caracterización de la fase progámica y de la cinética de su desarrollo, así como el estudio del nivel de autocompatibilidad de la planta. En las condiciones del ensayo I, las 23 variedades expresaron importantes diferencias a nivel agromorfológico, notablemente en términos de intensidad de floración que osciló de 14,2 % a 91,4 % de plantas florecidas durante el primer año, de porte, presentando rangos de rastrero a erecto, de productividad con una variación de 1041 a 1776 g MS/planta en los dos años de cultivo, y una tasa de mortalidad del 50 % al 78 % al cabo de tres años, siendo, sin embargo, escasas las diferencias observadas a nivel de composición química. La división clásica entre variedades de tipo común o gigante fue insuficiente para describir las variedades, presentando muchas de ellas caracteres intermedios. Un grupo de ocho variedades destacó por sus buenos valores agromorfológicos. El transfer de microsatélites desde Glycine y Medicago permitió disponer de marcadores útiles para la esparceta. La agrupación de las variedades obtenida mediante microsatélites estuvo determinada principalmente por su origen geográfico. La aplicación de diferentes ritmos de corte no influyó en la producción anual, ni en su reparto estacional que fue del 39% de media en el primer corte, pero mejoró las reservas de la corona y raíces, que aumentaron del 15 % al 23 % entre cortes en inicio o en final de floración. La aplicación de cortes frecuentes, mejoró el contenido en proteína bruta en un punto y medio sobre la aplicación de cortes menos frecuentes. El estudio de la fase progámica posibilitó el establecimiento de la cinética del proceso reproductor de la esparceta y la realización de polinizaciones controladas. El nivel de cuajado no fue significativamente diferente cuando se practicó autopolinización o polinización cruzada, pero se apreció que existen mecanismos físicos y temporales que impiden la autopolinización.

Els objectius són avaluar els efectes de fons genètics del blat de moro sobre la viabilitat de su1, estimar els factors genètics que afecten aquesta variabilitat, els efectes de la introducció de su1 en el valor agronòmic i, determinar els caràcters més limitants per a la seva viabilitat i identificar gens o regions cromosòmiques que afecten la regulació genètica de la viabilitat de su1. S'ha estudiat utilitzant dos sistemes basats en mesures de generacions auto-fecundades separadament durant cinc anys consecutius. La regulació genètica de la viabilitat de su1 s'ha estudiat en dues poblacions de RIL con 1106 SNP i una F2 caracteritzat amb 295 SSR. La viabilitat de su1 depèn de múltiples gens amb efectes menors distribuïts al llarg de tot el genoma. Aquests gens, que estan fortament influïts per la naturalesa del fons genètic i per les condicions ambientals, controlen diversos caràcters lligats a la viabilitat del mutant su1. / Se pretende evaluar los efectos del fondo genético del maíz en la viabilidad de su1 y estimar los efectos genéticos que controlan esta viabilidad, determinar los efectos de la introducción de su1 en el valor agronómico y los caracteres limitantes para la viabilidad, e identificar regiones cromosómicas asociadas a la viabilidad de su1. Se han utilizado dos sistemas basados en medias de generaciones autofecundadas separadamente durante cinco años consecutivos y evaluados en campo y en condiciones controladas. La regulación genética de la viabilidad de su1 se ha estudiado en dos poblaciones de RIL genotipadas con 1106 SNP y una F2 con 295 SSR. La viabilidad del mutante su1 depende de múltiples genes con efectos menores distribuidos a lo largo de todo el genoma. Estos genes, que están fuertemente influidos por la naturaleza del fondo genético y por las condiciones ambientales, controlan varios caracteres ligados a la viabilidad del mutante sugary1. / We studied the effect of diverse maize genetic backgrounds on sugary1 fitness and to estimate the genetic effects on sugary1 fitness, the effect of the introgression of su1 in the genetic regulation of agronomic performance and to determine the most limiting factors for su1 fitness under natural and controlled conditions, and the genes or genomic regions affecting the genetic regulation of su1 viability. We used five successive selfing cycles in two separated mean generation designs in the field. The genetic regulation of su1 was examined in two RILs genotyped with 1106 SNPs and an F2 characterized with 295 SSRs. The su1 fitness depends on many genes with small effects on a variety of fitness-related traits throughout the genome that are significant or not depending on both genetic background and environmental conditions.

L’objectiu de la meva tesis doctoral és la producció en l’endosperma de l’arròs d’una tercera generació de microbicides contra el virus de la sida. Durant la meva recerca he utilitzat l’anticòs monoclonal 2G12 i dues proteïnes que neutralitzen el virus de la sida CV-N i GRFT, soles o en combinació, per a descobrir noves estratègies de producció. En la primera part he investigat si podia produir 2G12 a l’endosperma de l’arròs i quins eren els factors que influenciaven la seva producció. En la segona part de la meva tesis he introduït GRFT a l’endosperma de l’arròs i he analitzat si la proteïna expressada tenia activitat neutralitzant del virus de la SIDA. La expressió de GRFT en l’endosperma de l’arròs va ser comparable o inclús en algun cas més alta a GRFT expressada de forma transitòria en tabac. A la tercera part de la meva tesis he investigat si l’endosperma d’arròs seria una plataforma funcional per a la producció de CV-N i si aquesta proteïna tindria capacitat neutralitzant del virus de la sida. Finalment he utilitzat una combinació de microbicides 2G12, CV-N i GRFT per a introduir-les simultàniament a l’endosperma de l’arròs i identificar la millor combinació contra el virus de la sida, i si la co-expresió augmentava el seu efecte neutralitzant. Aquesta es la primera vegada que més d’una proteïna que neutralitzen el virus de la sida son produïdes de forma estable en l’endosperma d’un cereal, obrint un camí nou cap a la producció d’un còctel microbicida per a evitar la transmissió del virus de la sida. / El objetivo de mi tesis doctoral es la producción en el endospermo de arroz de una tercera generación de microbicidas contra el virus del SIDA. Durante mi trabajo de investigación utilicé el anticuerpo monoclonal 2G12 y dos proteínas que neutralizan el virus, CV-N y GRFT, solas o en combinación, para explorar diferentes estrategias de producción. En la primera parte de mi tesis investigué si podía producir 2G12 en el endospermo de arroz y cuáles eran los factores que afectaban a su producción. En la segunda parte de mi tesis, he introducido GRFT en el endospermo de arroz y he investigado si la proteína producida tenía actividad neutralizante del virus del SIDA. La expresión de GRFT en el endospermo del arroz fue comparable o incluso en algún caso más alta a GRFT producida de forma transitoria en tabaco. En la tercera parte de mi tesis he investigado si el endospermo de arroz sería una plataforma funcional para la producción de CV-N y si esta proteína sería capaz de neutralizar el virus del sida. La proteína Finalmente he utilizado una combinación de microbicidas 2G12, CV-N y GRFT para introducirlos simultáneamente en el endospermo de arroz e identificar la mejor combinación contra el virus del sida, y si la co-expresión potenciaba su efecto neutralizante. La combinación Esta es la primera vez que más de una proteína que neutraliza el virus del sida es producida de forma estable en el endospermo de un cereal, abriendo un nuevo camino hacia la producción de un cóctel microbicida para evitar la transmisión del virus del sida. / The focus of this thesis is the production of third-generation HIV microbicides in rice cells. I used one monoclonal antibody (2G12) and two anti-HIV proteins (CV-N and GRFT) alone or in combination, to explore different strategies to produce an efficient microbicide against HIV. The first part of my PhD thesis was to test whether rice endosperm can function as a platform for the production of 2G12 and to gain insight into the factors that affect the production and functional efficacy of neutralizing antibodies in plants. The human mAb2G12 was expressed successfully into rice endosperms as an aglycosylated form. In the second part of the thesis I introduced GRFT into rice endosperm and I tested whether the rice-derived GRFT protein retains its potent HIV-neutralizing activity. GRFT was successfully expressed in rice endosperm resulting in yields comparable or even higher to GRFT produced transiently in tobacco and other recombinant proteins. In the third part of my thesis I explored whether rice endosperm could function as a production platform to produce CV-N and I evaluated whether the rice-derived CV-N could neutralize efficiently the HIV virus. Finally I used a combinatorial approach introducing the 2G12, CV-N and GRFT into rice cells to identify the best combination against HIV, and whether their co-expression enhanced their effect. This is the first time that more than one protein against HIV is stable expressed into endosperm opening a new way for the production of a microbicide cocktail for the prevention of HIV transmission.