La majorité des plantes d'ombre d'intérêt médicinal sont récoltées en milieu naturel, menaçant ainsi les populations naturelles. Cette étude visait à évaluer l'impact des trouées et des caractéristiques chimiques du sol sur l'émergence, la croissance et la production de composés actifs de quatre plantes médicinales : Actaea racemosa, Sanguinaria canadensis, Caulophyllum thalictroides et Asarum canadense. Les boutures de rhizome ont été récoltées deux années après leur plantation en érablière. Les régressions multiples ont indiqué que la croissance de trois des espèces augmente avec l'irradiance et que toutes ont davantage répondu aux éléments reliés à l'acidité plutôt qu'à la richesse du sol. Les concentrations en composés actifs des rhizomes et des racines varient peu ce qui fait que leur contenu total augmente avec la biomasse. La création de trouées et le chaulage semble donc des interventions souhaitées pour augmenter le rendement en biomasse et en composés actifs chez ces espèces. / Agroforesterie

Les espèces végétales exotiques peuvent devenir envahissantes une fois naturalisées sur un nouveau territoire. La méthode de lutte la plus efficace étant la prévention, il est primordial de pouvoir prédire à l'avance si une nouvelle espèce introduite deviendra envahissante. Afin d'en arriver à un outil d'aide à la décision facile d'utilisation, il importe de développer des modèles plus simples, ayant peut-être un pouvoir explicatif moins grand, mais qui seront par contre plus faciles à comprendre et à utiliser. Il est possible de simplifier un modèle en utilisant moins de variables mais en les choisissant mieux, sur une base théorique. Le but de ce mémoire est donc de tester la force de la relation liant l'aire de répartition d'origine eurasiatique avec l'abondance et l'étendue de l'aire de répartition d'introduction en Amérique du Nord. La variable explicative principale, l'aire de répartition d'origine eurasiatique, a été utilisée avec deux autres covariables, soit le temps de résidence sur le continent nord-américain et le cycle de vie des espèces afin de bâtir un modèle statistique. Ce dernier a été testé à deux échelles géographiques, soit à l'échelle d'un pays entier, les États-Unis, et à une échelle plus régionale. L'utilisation de spécimens d'herbier et d'autres sources de données disponibles en ligne a permis de construire une base de données comportant un grand nombre d'espèces (N = 481). Les modèles ont révélé qu'avec peu de variables explicatives, il est possible d'expliquer une proportion importante du phénomène d'envahissement et d'abondance (> 40 %) dans certaines régions des États-Unis. Cette recherche contribue au développement d'un outil d'aide à la décision simple et démontre qu'il est possible d'expliquer une partie importante le phénomène d'abondance et d'étendue des espèces exotiques grâce à des données disponibles et à un petit nombre de variables bien sélectionnées.

Deux symbioses végétales partagent la même niche écologique, leur hôte, une légumineuse. Ces deux associations mutualistes sont la mycorhize arbusculaire (MA) et la symbiose Rhizobium/légumineuse. Chacune de ces relations symbiotiques, prise individuellement, peuvent contrôler leur propre colonisation par des mécanismes d'autorégulation. Ce contrôle exclusif s'effectue par rétroaction systémique et parviendrait à limiter le coût en carbone pour l'hôte. En vue d'étudier la restriction exercée par une plante hôte sur le degré de colonisation mycorhizienne et rhizobienne, la légumineuse Medicago sativa a été cultivée en chambre bicompartimentée (Split-Roots). Ce dispositif expérimental a permis de séparer en deux parties distinctes le système racinaire de M. sativa. Le but recherché par ces expérimentations était de vérifier à distance l'autorégulation au sein d'une symbiose sur la seconde partie du système racinaire et de mettre en évidence une régulation négative croisée entre deux symbioses différentes. En effet pour la première fois, il est démontré que l'autorégulation systémique n'est pas l'action d'une seule symbiose sur elle-même, mais que par des signaux communs entre les deux symbioses, il existe une régulation négative croisée entre elles. Cette approche permet d'examiner, sous un nouvel angle, la régulation de l'établissement d'une symbiose par une autre symbiose. Dans ces conditions, nos résultats montrent l'existence d'un lien évident de signalisation entre les deux symbioses végétales. Dans le cas précis d'une pré-colonisation de M. sativa par Sinorhizobium meliloti, les facteurs Nod se sont révélés impliqués au niveau de l'autorégulation. Dans cet exemple, les flavonoïdes exsudés par M. sativa sont non seulement reconnus par les Rhizobia mais aussi par le Glomus mosseae. Ces résultats représentent un acquis important pour l'interprétation de la signalisation au niveau de l'autorégulation des deux symbioses à l'étude. Par ailleurs, l'analyse des exsudats racinaires de M. sativa par chromatigraphie liquide à haute performance (HPLC) montre une modification significative du patron des isoflavonoïdes lorsque cette plante est soumise à différents contrôles dérivant d'autorégulations et de régulations négatives croisées. De plus il est loisible d'observer une variation similaire de patrons de flavonoïdes suite à l'application de facteurs Nod. En soi, d'une façon plus exacte, tous ces traitements provoquent une réduction marquée de la formononétine et de l'ononine. Ces deux isoflavonoïdes semblent être d'excellents candidats comme molécules ± signal ¿ dans la régulation à distance pour les deux symbioses végétales. De plus, l'application externe de ces deux isoflavonoïdes peut normalement restaurer la nodulation et la mycorhization. Les flavonoïdes jouent un rôle clef dans la formation de la symbiose MA chez M. sativa. Lors d'expériences avec diverses souches de G. mosseae nous avons cherché à montrer qu'il y avait bien une régularité et une constance dans le patron de flavonoïdes considérés comme molécule signal et cela peu importe les besoins métaboliques divergents associés à ces souches de G. mosseae. Selon cette prémisse nous concluons que leur production n'est pas subordonnée aux besoins métaboliques des souches fongiques. La constance de l'augmentation ou la réduction du patron de ces flavonoïdes pourraient bien être le résultat du rôle de flanovoïdes impliqués pour des mécanismes de signalisations qui accompagnent nécessairement l'établissement de la symbiose MA.

El objetivo de esta Tesis fue estudiar las poblaciones de organismos perjudiciales y benéficos durante el desarrollo de los cultivos de trigo y maíz en siembra directa (SD) y laboreo convencional (LC) en el sudeste de la provincia de Buenos Aires. El estudio fue realizado sobre 46 lotes comerciales durante los ciclos agrícolas 2002/03, 2003/04 y 2004/05. En cada lote se tomaron muestras de suelo y se colocaron trampas pitfall para determinar el número de individuos de la macrofauna y mesofauna y la densidad activa de macrofauna y de carábidos. No se observaron diferencias en la composición y en la abundancia relativa de la macrofauna entre LC y SD, pero sí efectos leves sobre la macrofauna y los Enchytraeidae. Hubo una mayor densidad activa en SD para ciclo 1 en trigo y ciclos 1 y 3 de maíz. Diplopoda y crustáceos tenían mayor densidad activa en SD que LC. La densidad activa total fue mayor en SD, pero hubo diferencias dentro de grupos taxonómicos. La densidad activa total de los carábidos no estuvo relacionada a los sistemas de labranza. La riqueza (S) fue mayor en LC respecto a SD en un ciclo de trigo y en un ciclo de maíz. Calosoma sp., Scarites anthracinus y Trirammatus striatulus, representaron entre el 46 y el 69% del total de individuos capturados en LC y entre el 66 y el 78% en SD. S. anthracinus fue la especie de mayor densidad activa en ambos cultivos y no fue afectada por el sistema de labranza. Los cultivos bajo SD no presentaron mayor ataque de plagas, aunque el rastrojo en superficie y el no laboreo permitió el desarrollo de babosas y bichos bolita. / L’objectiu d’aquesta Tesi fou estudiar les poblacions d’organismes perjudicials i beneficiosos durant el desenvolupament dels cultius de blat i panís en sembra directa (SD) i conreu convencional (LC) en el sud-est de la província de Buenos Aires. L’estudi es va fer en 46 camps comercials durant les campanyes 2002/03, 2003/04 i 2004/05. En cada camp es van prendre mostres de sòl i es van disposar trampes pitfall per a determinar el nombre d’individus de la macrofauna y de la mesofauna i la densitat activa de macrofauna i de caràbids. No es van observar diferències en la composició i en l’abundància relativa de la macrofauna entre LC i SD, però sí efectes lleus sobre la macrofauna i els Enchytraeidae. Es va observar una major densitat activa a SD per la primera campanya de blat i la primera i la tercera de panís. Diplopoda i crustacis van tenir major densitat activa en SD que a LC. La densitat activa total va ser major a SD, però hi va haver diferències dins de grups taxonòmics. La densitat activa total dels caràbids no va estar relacionada amb els sistemes de conreu. La riquesa (S) va ser majoir a LC que a SD en una campanya de blat i de panís. Calosoma sp., Scarites anthracinus i Trirammatus striatulus, que van representar entre el 46 i el 69% del total d’individus capturats a LC i entre el 66 i el 78% a SD. S. anthracinus fou l’espècie amb major densitat activa en els dos cultius i no va estar afectada pel sistema de conreu. Els cultius sota SD no van presentar major atac de plagues, tot i que el rostoll en superfície i el no conreu va permetre el desenvolupament de llimacs i de porquets de Sant Antoni. / The objective of the Thesis was to determine the damaging and beneficial organisms in no-till (SD) and conventional till (LC) wheat and corn crops in the south-east of the Buenos Aires province. The study was carried out in 46 commercial plots during the 2002/03, 2003/04 and 2004/05 growing seasons. In each plots soil samples were taken and pitfall traps displayed in order to determine the number of individuals of the macrofauna and mesofauna and the activity-density of the macrofauna and ground beetles. No differences in the composition and in the relative abundance were observed between LC and SD, but there were light effects on the macrofauna and Enchytraeidae. A higher activity-density was observed in SD than in LC during the first growing season of wheat and the first and the third growing seasons of corn. Diplopoda and crustaceans showed a ahigher activity-density in SD than in LC. The total activity-density was higher in SD, but there were differences within taxonomic groups. The total activity-density of ground beetles was not related with the tillage systems. The richness (S) was higher in LC than in SD in one growing season of wheat and corn. Calosoma sp., Scarites anthracinus and Trirammatus striatulus, represented between 46% and 69% of the total individuals captured in LC and between 66% and 78% in SD. S. anthracinus was the species with the highest activity-density in the two crops and it was not affected by the tilling system. The crops under SD did not suffered a higher pest attack than those developed under LC, although the surface stubble and the no tillage allow the development of slugs and pillbugs.

Une littérature grandissante documente le rôle de contaminants environnementaux dans la physiopathologie de l'endométriose. L'émergence de plantes génétiquement modifiées au sein de notre alimentation coïncide avec l'incidence accrue de l'endométriose rapportée au cours de la dernière décennie. Cette étude cas-témoins visait d'abord à déterminer le niveau d'exposition des femmes aux herbicides associés aux plantes génétiquement modifiées les plus fréquemment utilisées (le glyphosate et le glufosinate d'ammonium), à leurs principaux métabolites respectifs [l'acide aminométhylphosphonique (AMPA) et l'acide 3-méthylphosphinicopropionique (3-MPPA)] et à la protéine insecticide Cry 1Ab. Ainsi, les concentrations de ces substances ont été déterminées dans le sang et le liquide péritonéal (LP) des femmes par chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (CGSM) et la méthode d'ELISA. Les concentrations de ces pesticides chez des femmes avec endométriose ont par la suite été comparées avec celles d'un groupe témoin. D'autre part, le rôle du stress oxydatif dans la physiopathologie de l'endométriose a été vérifié indirectement par la mesure du statut antioxydant total (SAT), dans le sang et le LP. Cette étude a permis de mettre en évidence la présence de certains pesticides associés aux plantes génétiquement modifiées dans le sang et le liquide péritonéal des femmes étudiées. La présence de glufosinate, 3-MPPA et la protéine Cry 1Ab a été observée et a atteint des niveaux sériques de l'ordre de 5.4, 59.1 et 0.16 reg/ml, respectivement. Les différences n'étaient toutefois pas statistiquement significatives entre les deux groupes étudiés (endométriose vs témoin). Le SAT du liquide péritonéal des femmes avec endométriose était diminué de façon significative par rapport aux témoins et corrélé négativement avec la présence du 3-MPPA. Cette observation démontre à nouveau le rôle du stress oxydatif dans la physiopathologie de l'endométriose et suggère que certains résidus de pesticides associés aux plantes génétiquement modifiées pourraient être responsables de réactions oxydatives. Bien qu'aucune toxicité à court terme des aliments génétiquement modifiés pour la santé humaine n'ait été démontrée à ce jour, certains xénobiotiques associés aux plantes génétiquement modifiées dont quelques résidus de pesticides et xénoprotéines pourraient être accumulés dans le corps humain. De plus amples investigations sont toutefois nécessaires afin de mieux analyser les niveaux d'exposition et de mesurer leurs effets à longs termes.

The aphid Nasonovia ribisnigri (Hemiptera: Aphididae) and the thrips Frankliniella occidentalis (Thysanoptera: Thripidae) are two of the main pests in Mediterranean lettuce crops. The general goal of this Doctoral Thesis is to deepen in the study of the trophic interactions present in Mediterranean lettuce crops, in order to develop, apply and improve conservation biological control (CBC) programs using molecular techniques. Results showed the most abundant predator were Orius laevigatus, O. majusculus and O. niger (Hemiptera: Anthocoridae), the hoverflies Eupeodes corollae, Episyrphus balteatus and Sphaerophoria scripta/S. rueppellii (Diptera: Syrphidae), the coccinelid Coccinella septempunctata (Coleoptera : Coccidellidae) and spiders (Araneae: Linyphiidae, Thomosidae). Moreover, coccinellids were only found in spring, syrphids mainly in spring, but also in summer and Orius were only found in summer. With these abundances, the coccinellids were the most efficient predators of N. ribisnigri in spring; syrphids were the most efficient predators of F. occidentalis in spring; and Orius were the most efficient control agents of F. occidentalis in summer. In conclusion, molecular analysis of predation has allowed the characterization of the trophic links present in Mediterranean lettuce crops, which is of a great importance in order to develop CBC programs in those crops. / El pulgón Nasonovia ribisnigri ( Hemiptera: Aphididae ) y el trips Frankliniella occidentalis (Thysanoptera: Thripidae) son dos de las principales plagas en cultivos de lechuga mediterráneos. El objetivo general de esta Tesis Doctoral es profundizar en el estudio de las interacciones tróficas presentes en cultivos de lechuga mediterráneos, con el fin de desarrollar, aplicar y mejorar programas de control biológico (CB) por conservación mediante métodos moleculares. Los resultados mostraron que los depredador más abundantes fueron Orius laevigatus, O. majusculus y O. níger (Hemiptera: Anthocoridae ), los sírfidos Eupeodes corollae , Episyrphus balteatus y Sphaerophoria scripta / S. rueppellii (Diptera: Syrphidae), el coccinélido Coccinella septempunctata (Coleoptera : Coccidellidae) y arañas (Araneae: Linyphiidae, Thomosidae). Además los coccinélidos se encontraron sólo en primavera, los sírfidos principalmente en primavera, aunque también en verano y los Orius sólo en verano. Con estas abundancias, los coccinélidos fueron los depredadores más eficientes de N. ribisnigri en primavera; los sírfidos fueron los depredadores más eficientes de F. occidentalis en primavera; y Orius fueron los agentes de control más eficiente de F. occidentalis en verano. En resumen, los análisis moleculares de depredación han permitido la caracterización de las relaciones tróficas presentes en cultivos de lechuga del Mediterráneo, lo cual es de gran importancia para el desarrollo de programas de CB de este cultivo en esta zona. / El pugó Nasonovia ribisnigri (Hemiptera : Aphididae) i el trips Frankliniella occidentalis (Thysanoptera : Thripidae) són dues de les principals plagues en cultius d'enciam mediterranis . L'objectiu general d'aquesta Tesi Doctoral és aprofundir en l'estudi de les interaccions tròfiques presents en cultius d'enciam mediterranis , per tal de desenvolupar , aplicar i millorar programes de control biològic (CB) per conservació . Els resultats van mostrar que els tàxons de depredador més abundants van ser Orius laevigatus , O. majusculus i O. níger (Hemiptera : Anthocoridae), els sírfids Eupeodes corollae , Episyrphus balteatus i Sphaerophoria scripta / S. rueppellii (Diptera : Syrphidae), el coccinélid Coccinella septempunctata (Coleoptera : Coccidellidae) i aranyes (Araneae: Linyphiidae, Thomosidae). A més els coccinélidos es van trobar només a la primavera , els sírfids principalment a la primavera , encara que també a l'estiu i els Orius només a l'estiu . Amb aquestes abundàncies , els coccinélidos van ser els depredadors més eficients de N. ribisnigri a la primavera ; els sírfids van ser els depredadors més eficients de F. occidentalis a la primavera ; i Orius van ser els agents de control més eficient de F. occidentalis a l'estiu.En resum, les anàlisis moleculars de depredació han permès la caracterització de relacions tròfiques presents en cultius d'enciam de la Mediterrània la qual cosa és de gran importància per al desenvolupament de programes de CB d'aquest cultiu a la zona estudiada.

My research program focused on the elucidation of the mechanisms of carotenoid accumulation in maize (Zea mays). I amplified a putative carotenoid ε-hydroxylase, named CYP97C19, from the yellow maize variety B73. Metabolic profiling of the carotenoid pathway in Arabidopsis lut1 mutant (lacking lutein) overexpressing maize CYP97C19 confirmed the accumulation of lutein in transgenic lines at the expense of zeinoxanthin. This allowed me to conclude that maize CY P97C19 is a functional ε-hydroxylase. In a separate experiment, I characterized two transgenic lines overexpressing the Arabidopsis Orange gene (AtOR). Both lines exhibited an increase in carotenoid content without any concomitant upregulation of endogenous carotenogenic gene expression. The highest carotenoid accumulating line was crossed with different transgenic lines with diverse carotenoid profiles. In cases in which the original transgenic parent that was crossed with the AtOr line accumulated low levels of total carotenoids, resulting hybrids exhibited a substantial increase of total carotenoid content without any changes in the qualitative carotenoid composition. No changes at the metabolite and transcript profiles were observed in the hybrids when the carotenoid content in the original parents used to cross with the AtOr line was high. Results from these experiments suggest that one of the functions of the Orange gene in maize endosperm is to generate a metabolic sink for carotenoids. Results from experiments in which carotenoid β-hydroxylase (BCH1 and BCH2) was silenced in genotypes able to accumulate high lutein and high zeaxanthin levels indicated that these genes are determinans of β-carotene and zeaxanthin accumulation. I also investigated the interactions between the carotenoid and starch biosynthetic pathways as they share common precursors. I analyzed total starch content in four transgenic maize lines: one line overexpressing AtOR (L1) and three lines expressing different carotenogenic gene combinations (L2, L3 and L4, expressing Zmpsy1; Zmpsy1; PacrtI; ParacrtW; and Zmpsy1; ParacrtW and Gllycb, respectively). In transgenic lines with a high carotenoid content total starch content was lower by approximately 8%. I established that this effect was not due to downregulation of starch-related biosynthetic genes, which suggests that reduction in starch levels might be due to an alternative mechanism. A transgenic line (HC) overexpressing Zmpsy1 and PacrtI was crossed with different inbred lines belonging to well-known heterotic groups in order to obtain high-yielding hybrids accumulating carotenoids. I assessed the performance of the hybrids (agronomic and ear morphologic traits) in two different environments in one growing season. Results indicated that field performance of high carotenoid maize hybrids was similar or on occasion superior to commercial hybrids commonly grown in the area. / Mi programa de investigación se ha centrado en el estudio de los mecanismos de acumulación de carotenoides en maíz (Zea mays). Inicialmente, cloné de la variedad de maíz B73 un gen candidato para la enzima ε-hidroxilasa de carotenoides (CYP97C19). Basándome en los resultados del perfil metabólico de la ruta de los carotenoides en líneas transgénicas del mutante de Arabidopsislut1 (carente de luteína) que sobre expresaban CYP97C de maíz (la acumulación de luteína en las líneas transgénicas se producía a expensas de una reducción de zeinoxantina), concluí que el gen CYP97C19 de maíz era una ε-hidroxilasa de carotenoides funcional. En un experimento independiente, caractericé dos líneas transgénicas de maíz que sobreexpresaban el gen Orange de Arabidopsis (AtOR). Las dos líneas mostraron un incremento del contenido de carotenoides sin variar la expresión de genes carotenogénicos endógenos. Posteriormente, crucé la línea que acumulaba más carotenoides con líneas transgénicas con perfiles de carotenoides distintos. En los casos en que el parental transgénico acumulaba pocos carotenoides, el híbrido resultante mostró un incremento sustancial del contenido de carotenoides sin cambios aparentes en la composición de éstos. En cambio, ningún efecto se observó en los niveles metabólicos y transcriptómicos de los híbridos cuando el contenido de carotenoides de los parentales era elevado. Los resultados de estos experimentos indican que una de las funciones del gen Orange de Arabidopsis en endospermo de maíz es generar un sumidero metabólico para la acumulación de carotenoides. Paralelamente, realicé un experimento en el que se silenciaron las enzimas β-hidroxilasa de carotenoides, la BCH1 y la BCH2, mediante RNAi en cultivares de maíz que acumulan elevadas cantidades de luteína y zeaxantina. Los resultados me permitieron concluir que estas dos enzimas son clave para la determinación del contenido de β-caroteno y zexantina en maíz. También analicé la interacción entre la ruta metabólica de los carotenoides y la del almidón ya que comparten precursores comunes. El análisis del contenido total de almidón en cuatro líneas transgénicas (L1: sobreexpresión de AtOR; L2, sobreexpresión de Zmpsy1; L3, sobreexpresión de Zmpsy1, PacrtIy ParacrtW; L4, sobreexpresión de Zmpsy1, PacrtI y Gllycb) demostró que se producía una disminución de hasta el 8%. Por lo que deduje que este efecto no se debía a la reducción de la capacidad biosintética de formación de almidón, por lo que propuse que la reducción de los niveles de almidón se debía a un mecanismo alternativo. Finalmente, crucé una línea transgénica (HC) que sobreexpresaba Zmpsy1 y PacrtI con diferentes líneas puras pertenecientes a grupos heteróticos conocidos para obtener híbridos de maíz de alta producción y acumulación de carotenoides. Evalué el desarrollo de los híbridos (caracteres agronómicos y morfológicos) en dos ambientes distintos durante una estación de cultivo. Los resultados indicaron que el comportamiento en campo de los híbridos con alto contenido de carotenoides fue similar y en ocasiones superior a los híbridos comerciales que se cultivan en la zona. / El programa de recerca que he desenvolupat s’ha centrat en l’estudi dels mecanismes d’acumulació de carotenoides en blat de moro (Zea mays). Inicialment, vaig clonar de la varietat de blat de moro B73 un gen candidat a ε-hidroxilasa de la ruta biocinètica dels carotenoides (CYP97C19). En base als resultats obtinguts en línies transgèniques derivades del mutant d’Arabidopsis lut1 (mancat de luteïna) en les quals es va sobreexpressar el gen CYP9719 de blat de moro, que confirmaven l’acumulació de luteïna a expenses de zeinoxantina, vaig concloure que CYP97C19 és una ε-hidroxilasa de carotenoides funcional. En un segon experiment, vaig generar i caracteritzar dues línies transgèniques de blat de moro que sobreexpressaven el gen Orange d’Arabidopsis (AtOR). Les dues línies mostraren un increment en el contingut de carotenoides sense augmentar l’expressió de gens carotenogènics endògens. Posteriorment vaig creuar la línia que acumulava més carotenoides amb línies transgèniques que presentaven perfils de carotenoides diferents. En els casos en què el parental transgènic original creuat amb AtOR tenia poca concentració de carotenoides, l’híbrid resultant va mostrar un increment substancial del contingut de carotenoides, sense canvis aparents en la composició d’aquests. En canvi, quan el contingut de carotenoides dels parentals era elevat, no es van observar canvis a nivell del metaboloma i transcriptoma en els híbrids. Els resultats d’aquests experiments suggereixen que una de les funcions del gen Orange d’Arabidopsis en l’endosperma de blat de moro és generar un depòsit metabòlic per a carotenoides. Paral•lelament, vaig realitzar un experiment en el que vaig silenciar els enzims β-hidroxilasa de carotenoides, el BCH1 i el BCH2, a través de RNAi en diferents cultivars de blat de moro que acumulaven elevades quantitats de luteïna i zeaxantina. Els resultats que vaig obtenir em van permetre concloure que aquestes dos enzims eren clau per a modular el contingut de β-carotè en blat de moro. També vaig investigar la interacció entre la ruta metabòlica dels carotenoides i la del midó, ja que comparteixen precursors comuns. L’anàlisi del contingut total de midó en quatre línies transgèniques (L1: sobreexpressió de AtOR; L2, sobreexpressió de Zmpsy1; L3, sobreexpressió de Zmpsy1, PacrtIi ParacrtW; L4, sobreexpressió de Zmpsy1, PacrtIi Gllycb) va mostrar fins a una disminució del 8%. A més, vaig establir que aquest efecte no era degut a la reducció de la capacitat biosintètica per formar midó; per la qual cosa vaig suggerir que la reducció dels nivells de midó es devien a un mecanisme alternatiu. Finalment, vaig creuar una línia transgènica (HC) que sobreexpressaZmpsy1 i PacrtI amb diferents línies pures representants de grups heteròtics coneguts per tal d’obtenir híbrids de blat de moro d’altra producció i acumulació de carotenoides. Vaig avaluar el desenvolupament dels híbrids (caràcters agronòmics i morfològics) en dos ambients diferents durant una estació de cultiu. Els resultats indicaren que el comportament en el camp dels híbrids amb alt contingut de carotenoides era semblant, i en ocasions superior, als híbrids comercials que es cultiven a la zona.

Els aliments suplementaris poden jugar un paper important en el control biològic de plagues ja que afegint l’aliment adequat en un cultiu, pot facilitar la instal•lació dels enemics naturals en aquest cultiu i a més permeti la seva dispersió dins del cultiu. Els quists d’Artemia sp. i el pol•len comercial d’abella millorarien la longevitat i reproducció dels depredadors polífags. A més l’addició dels quists en el cultiu no interferiria en la dispersió dels depredadors i en condicions de hivernacle, quists i pol•len incrementarien les poblacions de Orius majusculus i la seva eficiència en el control de Frankliniella occidentalis. D'altra banda el nèctar és un aliment que trobem de manera natural als agroecosistemes, les espècies vegetals Fagopyrum esculentum i Lobularia maritima milloren la longevitat i fecunditat dels parasitoides, pel que la seva proximitat al cultiu podria millorar l’eficàcia del control biològic per conservació. L’addició d’aliments suplementaris i la introducció de recursos florals milloraria els paràmetres biològics de depredadors i parasitoides, per tant millorarien els programes de control biològic per conservació i inoculació. / Los alimentos suplementarios pueden jugar un papel importante en el control biológico de plagas ya que añadiendo el alimento adecuado en el cultivo, puede facilitar la instalación de los enemigos naturales en ese cultivo y además permita su dispersión dentro del cultivo. Los cistos de Artemia sp. y el polen comercial de abeja mejorarían la longevidad y reproducción de los depredadores polífagos. Además la adición de cistos en el cultivo no interferiría en la dispersión de los depredadores y en condiciones de invernadero, cistos y polen incrementarían las poblaciones de Orius majusculus y su eficiencia en el control de Frankliniella occidentalis. Por otro lado, el néctar es un alimento que encontramos de manera natural en los agroecosistemas, las especies vegetales Fagopyrum esculentum y Lobularia maritima mejorarían la longevidad y fecundidad de los parasitoides, por lo que su proximidad en el cultivo podría mejorar la eficacia del control biológico por conservación. La adición de alimentos suplementarios y la introducción de recursos florales mejorarían los parámetros biológicos de depredadores y parasitoides, por tanto mejorarían los programas de control biológico por conservación e inoculación. / The supplemental foods can play an important role in biological control of pests, since adding the right food in the crop can facilitate the establishment of natural enemies in that crop and also allow their dispersion within the crop. Cysts of Artemia sp. and commercial bee pollen would improve longevity and reproduction of polyphagous predators. Besides the addition of cysts in the crop would not interfere in the dispersion of predators and in greenhouse condition, cysts and pollen would increase the populations of Orius majusculus and their efficiency in the control of Frankliniella occidentalis. On the other hand, nectar is a food that we find naturally in the agro-ecosystems, the plant species Fagopyrum esculentum and Lobularia maritima would improve longevity and fecundity of parasitoids, so their proximity in the crop could improve the effectiveness of conservation biological control. The addition of supplemental foods and the introduction of floral resources would enhance biological parameters of predators and parasitoids, therefore would improve conservation and inoculation biological control programs.

La presencia de biotipos de amapola (Papaver rhoeas L.) resistentes a herbicidas constituye uno de los principales problemas de muchas áreas cerealistas de secano. La solución del mismo pasa por una correcta caracterización de la resistencia y por el establecimiento de una adecuada estrategia de manejo integrado. El presente trabajo se ha planteado precisamente con este fin. Para ello a) se han seleccionado biotipos con resistencia múltiple (a inhibidores de la acetolactato sintasa -ALS- y a herbicidas auxínicos) y biotipos únicamente resistentes a 2,4-D originarios de las zonas cerealistas del noreste peninsular de los que se han estudiado las bases moleculares y fisiológicas de estas resistencias; b) se ha querido discernir bajo condiciones controladas (invernadero), si los fallos de control observados en campo, mediante herbicidas inhibidores del fotosistema II (bromoxinil), son debidos al estadio fenológico de la mala hierba en el momento de aplicación o a la presencia de una posible resistencia incipiente y c) se han establecido diferentes estrategias de manejo integrado de amapola en campos comerciales de cereales de secano del noreste peninsular. / La presència de biotips de rosella (Papaver rhoeas L.) resistents a herbicides constitueix un dels principals problemes de moltes àrees cerealistes de secà. La solució del mateix passa per una correcta caracterització de la resistència així com en l'establiment d'una adequada estratègia de maneig integrat. El present treball s'ha plantejat precisament amb aquesta finalitat. Per això a) s'han seleccionat biotips amb resistència múltiple (a inhibidors de la acetolactato sintasa -ALS- i a herbicides auxínics) i biotips únicament resistents a 2,4-D originaris de les zones cerealistes del nord-est peninsular i s’han estudiat les bases moleculars i fisiològiques d'aquestes resistències; b) s'ha volgut discernir sota condicions controlades (hivernacle), si la manca de control observada en camp, mitjançant herbicides inhibidors del fotosistema II (bromoxinil), és deguda a l'estadi fenològic de la mala herba en el moment de l’aplicació o a la presència d' una possible resistència incipient i c) s'han establert diferents estratègies de maneig integrat de rosella en camps comercials de cereals de secà del nord-est peninsular. / The persistence of resistant corn poppy (Papaver rhoeas L.) biotypes is one of the most pressing problems in rainfed Spanish cereal crops. Resolution to this problem begins with the proper characterization of the resistant profile, followed by the establishment of an appropriate integrated management system. The study herein has been conducted precisely towards this end, while maintaining the following bases as a general framework: a) corn poppy biotypes with multiple resistance (acetolactate synthase -ALS- inhibiting herbicides and auxinic herbicides) and only 2,4-D resistance from north-eastern Spain were selected for analysis of molecular and physiological resistance matrices; b) we have tried to investigate under controlled conditions, if failures observed in the field, by photosystem II inhibiting herbicides (bromoxynil), could be directly attributed to the phenological stage of the weed at application time or inherent resistance and c) the creation of integrated management strategies for corn poppy and rainfed cereal fields in North-Eastern Spain.

A la majoria de les 148 poblacions de Papaver rhoeas L. analitzades es va detectar resistència front als herbicides tribenuró-metil i 2.4-D. Les poblacions van ser recollides a una prospecció de camp semi-dirigida en camps de cereal d'hivern del Nord-est d'Espanya. La situació més freqüent va ser la de poblacions lleugerament resistents al 2.4-D i amb una proporció de plantes resistents a tribenuró-metil elevada. Es va desenvolupar un mètode de detecció a la resistència per a cada herbicida basats en llavors, els quals van ser considerats com a vàlids després de que els resultats van ser comprovats amb assaigs en hivernacle i en camp. Per a tribenuró-metil, el test permetia quantificar la freqüència de plantes resistents, mentre que pel 2.4-D el grau de resistència va ser expressat mitjançant un ratio basat en la longitud del hipocotil. La resistència enfront al tribenuró-metil sembla estar causada per una mutació mentre que la resistència front a 2.4-D està probablement basada en un canvi metabòlic de les plantes resistents. A la zona d'estudi, P. rhoeas va germinar a la tardor i principis d'hivern, principalment entre octubre i desembre, tot i que es va detectar germinació entre setembre i abril, depenent de la localitat i de l'any. No es van trobar diferències als hàbits de germinació entre poblacions sensibles o resistents als herbicides. En funció de les condicions climàtiques la germinació va ser d'entre 12 i 70% després de la primera tardor i hivern per a llavors recollides l'estiu anterior. Llavors que no van germinar després del primer hivern probablement van entrar en un estat de dormició secundària. Cultivar el sòl va estimular clarament la emergència de P. rhoeas i pot ser una tècnica apropiada a camp per a afavorir la germinació. Es va detectar una mortalitat natural de P. rhoeas a la majoria dels anys i a la majoria dels assaigs. Tot i així, densitats inicials elevades conduïen sovint a densitats finals de fins a 300 plantes m -2 al final del cicle de cultiu. La utilització de les arreus prèviament a la sembra del cultiu va ser un mètode efectiu per a col·locar les llavors de P. rhoeas en una posició no favorable per a germinar. Es va observar una reducció mitja del 40% en la emergència. Independentment de si la població de P. rhoeas va ser sensible o resistent, entre un 63 i 99% de les llavors van ser encara viables després de 31 mesos d'enterrat al sòl a 20 cm de profunditat. Per això, l'ús de les arreus hauria de ser restringit a un ús ocasional, ja que les llavors que tornen a ser col·locades en superfície poden germinar si ha passat poc temps després d' haver estat enterrades. La utilització de la grada de pues flexibles pot ser un mètode efectiu per al control de P. rhoeas resistent als herbicides, però requereix una observació detallada de la mida de la herba i del cultiu. L'efecte de la grada en pre-emergència va ser molt petit o inapreciable. En post-emergència es va observar que la grada va ser més eficaç sobre plantes petites de P. rhoeas, ja que aquesta espècie desenvolupa una arrel pivotant molt forta. En anys secs la eficàcia va ser més gran ja que les plantes danyades no van poder recuperar-se. En condicions més humides les plantes de P. rhoeas es van recuperar sovint després del tractament així que la eficàcia inicial va disminuir amb el temps. En poques ocasions la grada va estimular la germinació de noves plantes. El control de P. rhoeas va ser insuficient en alguns camps, però es va observar una disminució de la densitat a tots els casos. El control químic de P. rhoeas resistent a tribenuró-metil i a 2.4-D és possible amb herbicides pertanyent a diversos grups de la classificació proposada pel Comité d'Acció de Resistència als Herbicides (HRAC). En pre-emergència, pendimetalina, trifluralina + linuró i trifluralina + clortoluró van ser els herbicides més efectius i d'acció més regular. En post-emergència precoç es va obtenir un control menys constant, però també elevat amb MCPA + diflufenican, isoproturé + diflufenican i tribenuró-metil + metribuzina. A post-emergència tardana les barreges amb ioxinil o bromoxinil així com florasulam + 2.4-D van controlar les poblacions resistents a molts casos. Amb l'objectiu de prevenir i controlar la resistència a herbicides a P. rhoeas aquests diferents mètodes de control han de ser utilitzats conjuntament, definint una estratègia de control integrat. / En la mayoría de las 148 poblaciones de Papaver rhoeas L. analizadas, se detectó resistencia frente a los herbicidas tribenurón-metil y 2.4-D. Las poblaciones fueron recogidas en una prospección de campo semidirigida en el Nordeste de España. La situación más frecuente fue la de poblaciones ligeramente resistentes a 2.4-D y con una proporción de plantas resistentes a tribenurón-metil elevada. Se desarrolló un método rápido de detección a la resistencia para cada herbicida basado en semillas, los cuales fueron considerados válidos después de que los resultados fueron comprobados con ensayos de invernadero y de campo. Para el caso de tribenurón-metil, el test permitió cuantificar la frecuencia de plantas resistentes, mientras que para el caso del 2.4-D el grado de resistencia fue expresado con un ratio calculado a partir de la longitud del hipocótilo. La resistencia frente a tribenurón-metil parece estar causada por una mutación mientras que la resistencia frente a 2.4-D está probablemente basada en un cambio metabólico de las plantas resistentes. En la zona de estudio, P. rhoeas germinó principalmente en otoño y principios de invierno, mayoritariamente entre octubre y diciembre, aunque fue detectada desde septiembre hasta abril, dependiendo de la localidad y del año. No se encontraron diferencias en los hábitos de germinación entre poblaciones sensibles o resistentes a los herbicidas. En función de las condiciones climáticas la germinación fue de 12 hasta 70% después del primer otoño e invierno para las semillas recogidas en el verano anterior. Semillas que no germinaron tras el primer invierno probablemente entraron en un estadio de dormición secundaria. El laboreo del suelo estimuló claramente la emergencia de P. rhoeas y puede ser una técnica apropiada en campo para favorecer la germinación. Se detectó una mortalidad natural de P. rhoeas en la mayoría de los años y en la mayoría de ensayos. A pesar de ello, a menudo densidades iniciales de las poblaciones en campo alcanzaban todavía 300 plantas m -2 al final del ciclo de cultivo. El uso de un arado de vertedera previo a la siembra del cereal fue un método efectivo para colocar las semillas de P. rhoeas en una posición no favorable para a germinar. Se observó una reducción media de 40% en la emergencia. Independientemente de si la población de P. rhoeas fue sensible o resistente, entre un 63 y 99% de las semillas fueron todavía viables tras 31 meses de enterrado en el suelo en 20 cm de profundidad. Por ello, el uso del arado de vertedera se debería restringir a un uso ocasional ya que las semillas devueltas a capas superficiales del suelo estarán capacitadas para germinar si ha transcurrido poco tiempo después de su enterrado. El uso de la grada de púas flexibles puede ser un método efectivo para el control de P. rhoeas resistente a los herbicidas pero requiere una observación detallada del tamaño de la hierba y del cultivo. El efecto del uso de la grada en pre-emergencia fue muy pequeño o inapreciable. En post-emergencia la grada fue más eficaz sobre plantas pequeñas de P. rhoeas, ya que esta especie desarrolla una raíz pivotante muy fuerte. En años secos, la eficacia fue mayor, ya que las plantas dañadas no pudieron recuperarse. En condiciones de humedad más idóneas, las plantas de P. rhoeas a menudo se recuperaron después del tratamiento así que la eficacia inicial disminuyó con el tiempo. En pocas ocasiones el uso de la grada estimuló la germinación de nuevas plantas. El control de P. rhoeas fue insuficiente en algunos campos pero se observó una disminución de la densidad en todos los casos. El control químico de P. rhoeas resistente a tribenurón-metil y a 2.4-D es posible con herbicidas pertenecientes a grupos distintos de la clasificación propuesta por el Comité de Acción de Resistencia a los Herbicidas (HRAC). En pre-emergencia, pendimetalina, trifluralina + linuron y trifluralina + clortolurón fueron los herbicidas más efectivos y de acción más regular. En post-emergencia precoz se alcanzó un control menos constante pero también elevado con MCPA + diflufenicán, isoproturón + diflufenicán y tribenurón-metil + metribuzina. En post-emergencia tardía, las mezclas conteniendo ioxinil o bromoxinil así como florasulam + 2.4-D controlaron las poblaciones resistentes en muchos casos. Con el objetivo de prevenir y manejar la resistencia a herbicidas en P. rhoeas estos diferentes métodos de control deben ser usados conjuntamente, definiendo una estrategia de control integrado. / Herbicide resistance towards the herbicides tribenuron-methyl and 2.4-D was detected in most of the 148 analysed Papaver rhoeas L. populations collected in a semi-directed field survey in North-eastern Spain. The most frequent situations found were populations slightly resistant to 2.4-D and with a high frequency of resistant plants towards tribenuron-methyl. One seed-based quick-test for each herbicide on agar medium was developed and found valuable for detecting herbicide resistance after validating with greenhouse and field trials. In the case of tribenuron-methyl, the test allowed to quantify the frequency of resistant plants, while in the case of 2.4-D the resistance degree was expressed with a hipocotyl length ratio. Resistance towards tribenuron-methyl seems to be caused by a target-site mutation, while resistance towards 2.4-D is probably metabolism-based. In the study area, P. rhoeas germinated mainly in autumn and early winter, especially between October and December but was detected since September until April, depending on the locations and on the year's characteristics. No differences in germination habits were found between susceptible and resistant populations. Depending on the climatic conditions, germination was found between 12 and 70% during the first season for freshly sown seeds. Seeds, which did not germinate after the first season probably entered in a secondary dormancy stage. Cultivation clearly stimulated weed emergence and could be used in field to favour germination. A generally strong natural weed mortality was detected in most of the years and fields. In spite of this, high initial weed populations reached often still 300 plants m -2 at the end of the cropping cycle. Ploughing was found to be an effective method for placing P. rhoeas seeds in a non-favourable position for germination. An average reduction of around 40% emergence was observed. Regardless if the P. rhoeas population was susceptible or resistant, between 63 and 99% P. rhoeas seeds were still viable 31 months after burial in soil at 20 cm depth. Therefore, ploughing should be conducted occasionally only as the seeds moved upwards again were able to germinate. Harrowing can be an effective control method of herbicide resistant P. rhoeas but require an accurate observation of the weed and crop size. The effect of pre-emergence harrowing were very little or inappreciable. In post-emergence harrowing should better be conducted at early growth stages of P. rhoeas. As this species has a tap root, efficacy decreased if plants were too big. In dry years efficacy was higher as damaged plants could not recover. In better moisture conditions, P. rhoeas plants often recovered after being buried so that initial high efficacy decreased in time. In few occasions harrowing stimulated germination. Mechanical control of P. rhoeas by harrowing was insufficient in some trials but reduced weed plant number in all cases. Chemical P. rhoeas control was possible with herbicides of different classification groups defined by the Herbicide Resistance Action Commitee (HRAC). In pre-emergence, pendimethaline, trifluraline + linuron and trifluraline + chlortoluron were the most effective and most regular herbicides. In early post-emergence a less constant but quite high control efficacy was achieved with MCPA + diflufenican, isoproturon + diflufenican and tribenuron-methyl + metribuzine. In late post-emergence, mixtures containing ioxinil or bromoxinil, especially bromoxinil + MCPP, ioxinil + bromoxinil + MCPP as well as florasulam + 2.4-D often controlled the herbicide resistance populations well. In order to prevent and to manage the herbicide resistance in P. rhoeas these different control methods should be used together, defining an integrated weed control strategy.