El mètode de control de plagues d'artròpodes de productes alimentaris emmagatzemats més utilitzat al llarg dels anys ha estat el control químic. L'ús de tractaments amb atmosferes modificades (AMs) amb alta concentració de CO2 és una alternativa sostenible a la utilització del control químic. En aquesta tesi es van avaluar les AMs i els enemics naturals, així com la combinació de les AMs amb altres additius alimentaris, per al control d'aquestes plagues. A més, es va determinar com afecta la presència d'insectes sobre la producció de micotoxines i, si el tractament en AMs podia influir en la producció d'aquestes toxines. Els resultats obtinguts van mostrar un efecte positiu de l'ús de les AMs i els enemics naturals, per al control de tres plagues de magatzem. També es va demostrar que la combinació d'additius alimentaris i AMs augmenta l'eficàcia d'aquestes i, que les AMs redueixen significativament la presència de micotoxines en blat de moro. / El método de control de plagas de artrópodos de productos alimentarios almacenados más utilizado a lo largo de los años ha sido el control químico. El uso de tratamientos con atmósferas modificadas (AMs) con alta concentración de CO2 es una alternativa sostenible a la utilización del control químico. En esta tesis se evaluaron las AMs y los enemigos naturales, así como la combinación de las AMs con otros aditivos alimentarios, para el control de estas plagas. Además, se determinó cómo afecta la presencia de insectos sobre la producción de micotoxinas y, si el tratamiento con AMs podía influir en la producción de estas toxinas. Los resultados obtenidos mostraron un efecto positivo del uso de las AMs i los enemigos naturales, para el control de tres plagas de almacenamiento. También se demostró que la combinación de aditivos alimentarios i AMs aumenta la eficacia de estas y, que las AMs reducen significativamente la presencia de micotoxinas en maíz.

Au cours des dernières décennies, un certain nombre de brevets déposés sur des médicaments à base de plantes se sont vus dénoncés comme des cas de « biopiratage ». Ils sont en effet accusés de constituer une appropriation indue des connaissances de peuples autochtones sur les vertus thérapeutiques de plantes. Il est vrai qu'en droit positif, les produits phytopharmaceutiques peuvent répondre aux conditions légales de la brevetabilité, quand les savoirs médicinaux ne font l'objet d'aucun mécanisme de réservation. En réaction à ces pratiques prolifèrent donc des initiatives visant à définir les instruments juridiques qui permettraient de faire bénéficier les peuples autochtones des fruits de l'exploitation de leurs connaissances. Le droit international s'est ainsi récemment enrichi d'accords visant à la protection des savoirs traditionnels, parmi lesquels la Convention sur la Diversité Biologique de 1992, prolongée par le Protocole de Nagoya en octobre 2010. Les principes posés doivent cependant être traduits en des règles concrètes pour être mis en œuvre. C'est pourquoi, à différents niveaux, les acteurs proposent voire développent leurs propres instruments pour tenter d'apporter une réponse au problème du biopiratage, à la fois dans et en dehors du système de protection de la propriété intellectuelle. Ce sont les modalités d'introduction de ces différents mécanismes en droit positif qu'il s'agit ici d'étudier. Pour ce faire, l'analyse économique du droit est convoquée pour évaluer les tenants et les aboutissants de réformes qui, pour se trouver à la frontière entre les droits de la propriété intellectuelle, de l'environnement, du développement et du commerce international, soulèvent des questions juridiques imprégnées de considérations éthiques, politiques et économiques. / Over the past decades, several patents granted for plant-based medicine have been denounced as “biopiracy” based on the assertion that they misappropriated indigenous people's knowledge over plants' therapeutic properties. Indeed, in the current state of law, while the pharmaceuticals may be the subject of patent law, medicinal knowledge is not the subject of any proprietary regime. Therefore, many initiatives have been suggested that aim at defining the appropriate legal instruments to ensure that a sharing of the benefits is imposed on pharmaceutical companies when utilising medicinal knowledge. The principle that the traditional knowledge associated with medicinal plants requires legal protection has already found expression in a number of political outputs, including such major international agreements as the “Convention on Biological Diversity” signed in 1992. This has been further developed with the Nagoya Protocol adopted in October 2010. However, the principles in these conventions still need to be translated into a concrete legal framework to be fully enforceable. This is why it is equally important to study legal practice to see how various actors can explore ways of dealing with the biopiracy issue, both within and outside the existing intellectual property system. This study assesses the legal accuracy of these posited options at the intersection of intellectual property, environmental, development and international trade laws. It uses an economic analysis of law to evaluate the background and the outcomes of reforms that raise not only legal, but also economic, political, and ethical burning issues.

Si l'importance de mécanismes physiques dans la morphogenèse et la régulation du développement animal est bien établie, ils ont reçu moins d'attention dans le cas des plantes, en dépit du rôle que jouent les contraintes mécaniques et le transport de l'eau dans leur croissance. Nous nous sommes attaché à étudier la possibilité de tels mécanismes, en nous intéressant notamment aux réseaux de nervures, et en nous appuyant sur différents modèles de la croissance des tissus végétaux. Nous avons ainsi examiné l'hypothèse d'un couplage entre contraintes mécaniques et différenciation des tissus vasculaires, suggérée par l'analogie entre leur structure et celle des réseaux de fractures. Les résultats d'un modèle de prolifération cellulaire suggèrent par ailleurs que certains aspects de leur géométrie résultent d'une réorganisation au cours de leur croissance, et reflètent un équilibre de forces. Nous nous sommes également intéressé à la forme des cellules dans les tissus végétaux, qui s'apparente à celle des bulles dans les mousses liquides. L'examen des conditions requises pour qu'une telle géométrie se développe laisse entrevoir une forme particulière de la régulation de la croissance végétale. Nous proposons par ailleurs une analyse fonctionnelle des réseaux de nervures, en suggérant une interprétation de la présence de boucles dans ces réseaux, là où les réseaux de transport optimaux ont typiquement une structure arborescente. Nous montrons que la structure d'un réseau optimal soumis à des fluctuations contient des boucles.

IntroduccióL'aigua és un recurs i un factor limitant per la vida de les plantes. El transport d'aigua des de les arrels fins a les fulles té lloc fonamentalment a través del xilema. La capacitat d'aquest teixit per transportar aigua (i.e., la seva conductivitat hidràulica) no és constant sinó que depèn de les condicions en què es produeix el transport. En particular, quan els potencials hídrics es fan molt negatius (sequera) o les temperatures molt baixes (glaçada) augmenta el risc que la columna d'aigua a l'interior del xilema es trenqui, amb la consegüent pèrdua de conductivitat. La vulnerabilitat a aquesta disfunció del transport (embolisme) depèn de l'espècie i del teixit considerat, i ha estat reconeguda com un dels factors clau en la resposta de les plantes a diversos estrès ambientals. En aquesta tesi s'han estudiat les implicacions de l'embolisme al xilema per la resistència de diverses plantes llenyoses a l'eixut i a les glaçades, amb els següents objectius: (1) estudiar el mecanisme de formació de les embòlies a causa de les glaçades en Larrea tridentata, (2) comparar l'estructura i el funcionament del xilema d'arrels i branques, (3) testar l'existència d'un compromís entre eficiència i seguretat al sistema conductor, (4) estudiar els marges de seguretat als què operen les espècies de diferents comunitats, (5) caracteritzar les estratègies que les espècies estudiades fan servir per fer front a l'eixut, i (6) predir els efectes que el canvi climàtic pot tenir sobre les espècies estudiades.Vulnerabilitat a l'embolisme induït per les glaçades en Larrea tridentata al desert de ChihuahuaEn aquest treball s'estudia la vulnerabilitat a l'embolisme induït per glaçada en una població de Larrea tridentata al desert de Chihuahua (Nou Mèxic, USA). Al camp vam mesurar les temperatures de la fusta, l'aire i el sòl, els potencials hídrics al sòl i a les fulles, i l'embolisme nadiu present a rels i branques. Aquestes mesures les vam completar amb estudis de l'anatomia del xilema i experiments al laboratori en els quals una cambra aïllada connectada a un bany tèrmic s'utilitzava per congelar mostres d'arrels i branques en condicions controlades. Els nostres resultats els vam comparar amb els obtinguts per Pockman & Sperry (1997) en una població de L. tridentata al desert de Sonora. Encara que la població del desert de Chihuahua va resultar una mica més resistent a l'embolisme induït per congelació, l'impacte de les glaçades hi va ser també major perquè estava sotmesa a temperatures molt més baixes. Aquest resultat concorda amb l'observació d'una elevada mortalitat de branques a la població estudiada (ca. 50%), i suggereix que les baixes temperatures contribueixen a limitar la distribució actual de L. tridentata a la zona central de Nou Mèxic. Dins de plantes, les branques estaven més limitades per les glaçades que les arrels, al contrari del que passa amb l'embolisme induït per sequera. Els experiments al laboratori van corroborar les troballes de Pockman & Sperry (1997) quant a l'existència d'una relació entre la temperatura mínima de congelació i el % d'embolisme. La correlació que vam observar entre l'àrea de l'exoterma de baixes temperatures produïda durant els tractaments i el % d'embolisme resultant suggereix que la congelació de l'aigua a l'interior de les cèl.lules del parènquima estava associada amb l'ocurrència de l'embolisme. Aquesta troballa concorda amb evidències recents que apunten cap a un paper actiu de les cèl·lules vives en el transport d'aigua a llargues distàncies dins la planta.Propietats hidràuliques d'arrels i branques de nou espècies llenyoses en un alzinar del nord-est d'EspanyaEn aquest treball estudiem l'arquitectura hidràulica d'arrels i branques de nou espècies que conviuen a un alzinar del nord-est d'Espanya. Les espècies estudiades difereixen en les seves relacions filogenètiques, el seu origen biogeogràfic, el tipus de fusta i l'hàbit foliar. Per a cada espècie es va mesurar l'anatomia del xilema, la vulnerabilitat a l'embolisme induït per sequera, i la dinàmica estacional de les relacions hídriques. Les diferències en les propietats hidràuliques que vam trobar entre teixits són consistents amb els resultats obtinguts en estudis previs. El diàmetre dels conductes del xilema, la conductivitat hidràulica i la vulnerabilitat a l'embolisme van resultar majors a les arrels que a les branques. De resultes d'això, les arrels superficials operaven més a prop del seu límit hidràulic que les branques de diàmetre similar. Els nostres resultats també van mostrar grans diferències en les propietats hidràuliques entre espècies. La pressió a la qual es produïa un 50% d'embolisme va variar entre 1.3 i >8 MPa a les arrels i entre 3.1 i >8 MPa a les branques. De més a menys vulnerable a l'embolisme, les espècies estudiades eren: Quercus ilex = Acer monspessulanum = Arbutus unedo = Sorbus torminalis = Cistus laurifolius > Cistus albidus = Ilex aquifolium > Phillyrea latifolia > Juniperus oxycedrus. Totes les espècies van mostrar grans reduccions de la conductivitat estomàtica associades amb la progressió de l'eixut. Els marges de seguretat (definits com la diferència entre les pressions a les quals es produeix un 95% d'embolisme i els potencials hídrics mínims mesurats al camp) van resultar també molt diferents segons les espècies. Algunes d'elles (J. oxycedrus, I. aquifolium, P. latifolia) tenien un xilema desproporcionadament resistent a la cavitació. Vam trobar una relació no lineal negativa entre la conductivitat hidràulica i la resistència a la cavitació. La forma d'aquesta relació, una funció potencial amb exponent ca. -2, l'expliquem amb un model simple que assumeix una relació lineal entre el diàmetre dels vasos i la mida del seu porus més gran. Finalment, discutim les implicacions per la tolerància a la sequera del compromís que implica la relació anterior.Arquitectura hidràulica de Pinus halepensis, P. pinea i Tetraclinis articulata en un ecosistema dunar de l'est d'EspanyaEn aquest treball s'estudia l'arquitectura hidràulica de Pinus halepensis, P. pinea i Tetraclinis articulata en una zona de dunes de l'est d'Espanya. Les variables mesurades inclouen la vulnerabilitat a l'embolisme, la conductivitat hidràulica i la discriminació isotòpica foliar. Els potencials hídrics de les fulles es van avaluar també durant un període d'eixut extrem. Els resultats van mostrar que el diàmetre de les traqueides i la conductivitat hidràulica era sempre major a les arrels que a les branques. Les arrels eren també més vulnerables a l'embolisme i operaven més a prop del seu límit hidràulic (i.e., amb marges de seguretat més estrets). Encara que no la vam quantificar, vam observar una mortalitat extensiva d'arrels en els dos pins. T. articulata va resultar molt més resistent a l'embolisme que P. pinea i P. halepensis. Al mateix temps, T. articulata presentava potencials hídrics més baixos. De resultes d'això, els marges de seguretat eren raonablement similars per les tres espècies. L'estudi posa de manifest grans diferències en l'estratègia d'us de l'aigua entre T. articulata i els pins. Mentre l'estratègia de T. articulata era marcadament conservativa, basada en la poca vulnerabilitat del seu sistema conductor, els dos pins presentaven mecanismes reguladors a diferents nivells (i.e., embolisme, demografia de rels) que limitaven l'absorció d'aigua quan aquesta esdevenia escassa.Mortalitat induïda per l'eixut i arquitectura hidràulica en poblacions de pins del nord-est de la Península IbèricaEls estius de 1994 i, en menor grau, 1998 van ser particularment secs a l'est d'Espanya. Aquest eixut va provocar danys importants en algunes espècies. En aquest treball s'estima la mortalitat associada a l'eixut en diverses poblacions de tres espècies de pins que coexisteixen a la zona d'estudi (Pinus nigra, P. pinaster i P. sylvestris). Per cada població, vam mesurar també la conductivitat hidràulica, la vulnerabilitat a l'embolisme i el gruix dels anells de creixement. Els resultats van mostrar que la mortalitat només va afectar P. sylvestris, i que l'afectació va ser diferent en dues poblacions d'aquesta espècie. Encara que les conductivitats hidràuliques màximes i les vulnerabilitats a l'embolisme van resultar molt semblants entre espècies i poblacions, aquestes diferien en altres aspectes de la seva arquitectura hidràulica. En particular, (1) la conductivitat hidràulica per unitat d'àrea foliar era menor en la població de P. sylvestris que va resultar més afectada per la sequera. Conductivitats específiques foliars baixes provoquen majors gradients de potencial hídric i, per tant, majors nivells d'embolisme (si les vulnerabilitats són iguals). Suggerim que aquesta diferència va ser la principal causant del patró de mortalitats que vam observar entre poblacions. (2) P. pinaster mostrava una major eficiència en l'ús de l'aigua (inferida a partir de la discriminació isotòpica del carboni a les fulles) que les altres dues espècies. Respecte a la resposta a la sequera a nivell de població, la població més afectada de P. sylvestris va augmentar lleugerament el creixement després de la sequera de 1994. Aquest resultat el relacionem amb una possible relaxació de la competència entre els individus supervivents. L'elevada taxa de mortalitat observada en aquest estudi suggereix que climes més secs, com els previstos per la majoria de models climàtics, poden posar en perill la supervivència de diverses poblacions de P. sylvestris a la conca mediterrània.Flux de saba en tres espècies mediterrànies que coexisteixen, i la seva variació en funció de les condicions ambientalsEn aquest treball s'estudien els patrons estacionals d'ús de l'aigua en tres espècies que conviuen en un alzinar del nord-est d'Espanya. Les tres espècies estudiades (Quercus ilex L., Phillyrea latifolia L. i Arbutus unedo L.) constitueixen *99% de l'àrea basal de l'alzinar. El període d'estudi va incloure les estacions seques dels anys 1999 i 2000. L'ús de l'aigua es va estimar mitjançant sensors de flux de saba de tipus Granier. També es van mesurar les variables meteorològiques estàndard, el contingut d'aigua del sòl, i els potencials hídrics a les fulles. Els fluxos de saba diaris (JS) van estar molt influïts per les variables ambientals. En general, JS es correlacionava sobretot amb el dèficit de pressió de vapor de l'atmosfera durant la primavera, mentre que durant l'estiu el dèficit hídric del sòl explicava la major part de la variància de JS. La reducció mitjana de JS entre el començament de l'estiu i el pic de l'eixut fou del 60% per A. unedo, del 48% per P. latifolia i del 80% per Q. ilex. Aquest estudi va formar part també d'un experiment de simulació de sequera. A. unedo va respondre a la reducció experimental de la disponibilitat d'aigua reduint el flux de saba durant l'estiu. Aquesta espècie també va modificar l'ús de l'aigua entre anys segons els diferents patrons de precipitació que hi van tenir lloc. La transpiració estimada a nivell de parcel.la durant l'any 1999, que fou relativament humit, va ser el 98% de la precipitació neta, corroborant que la comunitat estudiada estava limitada per la disponibilitat hídrica. Els nostres resultats, combinats amb investigacions prèvies realitzades a la mateixa zona, perfilen estratègies molt diferents per fer front a l'eixut en cadascuna de les tres espècies estudiades. A. unedo i Q. ilex van requerir un control estomàtic molt estricte per evitar potencials hídrics excessivament baixos que podien causar nivells perillosos d'embolisme. D'altra banda, la seva poca vulnerabilitat a l'embolisme va permetre a P. latifolia tenir un control estomàtic més lax i mantenir la transpiració a potencials hídrics més baixos que les altres dues espècies. Q. ilex va patir una reducció del flux de saba a llarg terme que relacionem amb els elevats nivells d'embolisme predits per aquesta espècie. En conjunt, els nostres resultats suggereixen que Q. ilex i, en menor grau, A. unedo, podrien estar al seu límit per fer front a l'eixut en diverses zones de la Mediterrània, en concordança amb els greus efectes que la sequera de 1994 va tenir en moltes poblacions de Q. ilex del nord-est d'Espanya. Aquests resultats són discutits en relació amb els possibles impactes que el canvi climàtic tindrà en els boscos actualment dominats per Q. ilex.Un model hidràulic per predir la mortalitat induïda per l'eixut en plantes llenyoses: una aplicació a l'estudi dels efectes del canvi climàtic a la MediterràniaHi ha un creixent interès en l'estudi dels efectes del canvi climàtic sobre la vegetació. A la regió mediterrània, l'efecte dominant del canvi climàtic serà probablement a través de la modificació del balanç hídric. En el present treball presentem un model orientat a predir la mortalitat induïda per sequera en plantes llenyoses sotmeses a diferents règims climàtics. El model té una base fisiològica i simula el transport d'aigua a través de plantes individuals, les quals poden estar isolades o competir per un recurs hídric comú. Suposem que la mortalitat que es pot produir durant un episodi de sequera aguda es deu a la incapacitat de les plantes de transportar aigua fins les fulles. En el cas particular que estudiem aquí, es comparen dues espècies perennifòlies, Quercus ilex i Phillyrea latifolia, que van resultar diferentment afectades per l'eixut extrem que va tenir lloc a l'est d'Espanya l'estiu de 1994. Mentre en algunes poblacions de Q. ilex es van arribar a assecar completament el 80% dels individus, P. latifolia no va mostrar danys aparents. Aquestes dues espècies conviuen en un alzinar que va ser estudiat durant els anys 1999 i 2000. Les mesures de flux de saba obtingudes en aquest alzinar es van utilitzar per calibrar el model mitjançant una aproximació de tipus GLUE. L'única diferència entre espècies que es va introduir a priori va ser la major vulnerabilitat de Q. ilex a l'embolisme al xilema, basada en mesures realitzades a la mateixa zona d'estudi. Durant la calibració, la informació proporcionada per les mesures de flux de saba es va utilitzar per retenir els conjunts de paràmetres més versemblants per cada espècie, els quals van ser utilitzats en les simulacions subsegüents. El model va ser capaç de simular amb una exactitud raonable tant la transpiració com la mortalitat mesurada per ambdues espècies a l'àrea d'estudi. En les simulacions de canvi climàtic es van explorar dos factors: l'augment en la temperatura mitjana (+1.5, +3, +4.5ºC) a través del seu efecte en ET, i la durada de l'eixut estival. Sota qualsevol dels escenaris les mortalitats van ser majors per Q. ilex: mentre que els resultats van indicar que aquesta espècie era capaç de resistir amb mortalitats de menys del 5% sequeres de fins a 84-94 dies, la mortalitat de P. latifolia assolia el 5% entre els dies 133 i 150. Per eixuts de més de tres mesos, durada aproximada dels estius secs que es produeixen actualment a la zona d'estudi, la mortalitat de Q. ilex augmentava ràpidament. Aquests resultats són discutits en relació als possibles impactes a llarg termini que el canvi climàtic pot tenir sobre els alzinars. / IntroductionWater is a resource and a limiting factor for plants. Water transport from roots to leaves occurs mainly through the xylem. The capacity of this tissue to transport water (i.e., its hydraulic conductivity) it is not constant but varies as a function of the conditions at which the transport takes place. In particular, the probability that the water column inside the plant breaks increases when water potentials become very negative (drought) or when temperatures are very low (frost). This dysfunction, called xylem embolism, causes a decrease in the hydraulic conductivity of the tissue. The vulnerability to xylem embolism depends on the species and tissue considered, and has been recognized as one of the key factors in the response of plants to several environmental stresses. In this thesis we have studied the implications of xylem embolism for drought and frost resistance in several woody plants, with the following objectives: (1) to study the mechanism of freezing-induced xylem embolism in Larrea tridentata, (2) to compare xylem structure and function between roots and stems, specially with regard to their possible role in limiting water transport, (3) to test the existence of a trade-off between conducting efficiency and security in the xylem in species from a given community, and explore its possible causes and consequences, (4) to study the safety margins at which the different species of a given community operate, (5) to characterize the strategies to cope with drought stress of several Mediterranean species from different communities, (6) to predict the likely effects of climate change on the species studied. The vulnerability to freezing-induced xylem cavitation of Larrea tridentata in the Chihuahuan desertThe vulnerability of Larrea tridentata to freezing-induced xylem embolism was studied in a Chihuahuan desert population (central New Mexico, USA). In the field we measured wood, air and soil temperatures, soil and leaf water potentials, and native embolism in roots and branches. These measurements were combined with anatomical studies and laboratory experiments in which an insulated chamber attached to a temperature bath was used to freeze stem and root samples under controlled conditions. We compared our results with the measurements by Pockman & Sperry (1997) in a Sonoran desert population of L. tridentata. The comparison showed that although the Chihuahuan population was slightly more resistant to freezing-induced xylem embolism, the impact of freezing was also greater in this population because of the much lower temperatures. This result agrees with the observation of ca. 50% stem mortality in the population studied, and suggests that low temperatures contribute to limit the present distribution of L. tridentata in central New Mexico. Within plants, stems were more limited by freezing than roots, as opposed to what happens with drought-induced embolism. Our laboratory experiments corroborated the findings by Pockman & Sperry (1997) regarding the existence of a relationship between minimum freezing temperature and % embolism. The correlation observed between the area of the low temperature exotherms produced during the freezing treatments and the resulting % embolism strongly suggested that the freezing of water inside parenchyma cells was associated with the occurrence of xylem embolism. This finding adds to the existing evidence supporting an active role of living cells in long-distance water transport.Hydraulic properties of roots and stems of nine woody species from a Holm oak forest in NE SpainThe hydraulic architecture of roots and stems of nine woody species was studied in a Holm oak forest in NE Spain. The species studied differed in phylogenetic relationships, biogeographical origin, wood type and leaf-habit. Xylem anatomy, hydraulic conductivity, vulnerability to drought-induced xylem embolism, and seasonal water relations during a period of acute drought were measured. Between-tissues differences in hydraulic properties were consistent with previous findings reported in the literature. The diameter of xylem conduits, hydraulic conductivity and vulnerability to xylem embolism were always higher in roots than in stems. Surface roots were shown to live closer to their hydraulic limit than stems of similar diameter. Our results also showed large differences in hydraulic properties among species. The pressure at which a 50% of conductivity was lost due to embolism ranged between 1.3 and >8 MPa for roots and between 3.1 and >8 MPa for stems. Vulnerability to xylem embolism followed a pattern of Quercus ilex = Acer monspessulanum = Arbutus unedo = Sorbus torminalis = Cistus laurifolius > Cistus albidus = Ilex aquifolium > Phillyrea latifolia > Juniperus oxycedrus. All species showed large reductions in stomatal conductance associated with the progression of drought. Safety margins (defined as the difference between the pressure causing 95% embolism and minimum leaf water potentials under field conditions) differed markedly among species, with some of them (J. oxycedrus, I. aquifolium, P. latifolia) showing a xylem overly resistant to cavitation. A non-linear, negative relationship between hydraulic conductivity and resistance to cavitation was found when species and tissues were combined. The shape of this relationship, a power function with exponent ca. -2, is explained using a simple model that assumes a linear relationship between vessel diameter and the size of its larger pore. The implications of the trade-off implied by the above relationship are discussed in relation to drought tolerance of the species studied.Hydraulic architecture of Pinus halepensis, P. pinea and Tetraclinis articulata in a dune ecosystem of Eastern SpainThe hydraulic architecture of Pinus pinea, P. halepensis and Tetraclinis articulata was studied in a coastal dune area from Eastern Spain. The measured variables include vulnerability to xylem embolism, hydraulic conductivity and carbon isotopic discrimination in leaves. Leaf water potentials were also monitored in the three studied populations during an extremely dry period. Our results showed that roots had always wider tracheids and higher hydraulic conductivity than branches. Roots were also more vulnerable to xylem embolism and operated closer to their hydraulic limit (i.e., with narrower safety margins). Although it was not quantified, extensive root mortality was observed in the two pines. T. articulata was much more resistant to embolism than P. pinea and P. halepensis. At the same time, T. articulata experienced lower water potentials. As a result, the safety margins were reasonably similar for the three species. The study outlined very different water-use strategies for T. articulata and the pines. Whereas T. articulata had a conservative strategy that relied on the low vulnerability of its conducting system, the two pines showed regulatory mechanisms at different levels (i.e., embolism, root demography) that constrained the absorption of water when it became scarce. Drought-induced mortality and hydraulic architecture in pine populations of the NE Iberian PeninsulaThe summers of 1994 and, to a lesser extent, 1998 were particularly dry in eastern Spain. As a result, several plant species were severely affected. We estimated drought-induced mortality in populations of three pine species that co-exist in the study area (Pinus nigra, P. pinaster and P. sylvestris). Hydraulic conductivity, vulnerability to xylem embolism, and tree-ring width were also measured for each population. Results showed that mortality only affected P. sylvestris, and that there were significant differences between two populations of this species. Although maximum hydraulic conductivity and vulnerability to embolism were almost identical among species and populations, they differed in other aspects of their hydraulic architecture. In particular: (1) hydraulic conductivity per unit of leaf area was lower in the most acutely affected P. sylvestris population. Lower leaf-specific conductivity causes higher water potential gradients and, hence, higher levels of embolism (if vulnerabilities are alike). We suggest that this difference was the main cause of the observed mortality pattern. (2) P. pinaster showed higher water-use efficiency (inferred from _13C data) than the other two species. Regarding the response to drought at the population level, the most affected P. sylvestris population slightly increased growth after the 1994 drought, which we relate to a relaxation of competition among surviving individuals. The important drought-induced mortality observed in the study area suggests that a drier climate (as predicted by climate change simulations) may endanger several P. sylvestris populations in the Mediterranean basin. Sap flow of three co-occurring Mediterranean species under varying atmospheric and soil water conditionsWe studied the seasonal patterns of water use of three woody species co-occurring in a Holm oak forest in NE Spain. The three species studied (Quercus ilex L., Phillyrea latifolia L. and Arbutus unedo L.) constitute *99% of the total basal area of the forest. The study period included the dry seasons of years 1999 and 2000. Water use was estimated by means of Granier-type sap flux sensors. Standard meteorological variables, soil water content, and leaf water potentials were also monitored. Daily sap flux (JS) was strongly influenced by environmental variables. In general, JS was mainly correlated with atmospheric water pressure deficit during the spring (wet period), while during the summer (dry period) soil moisture deficit explained most of the variance in JS. The average reduction in JS between early summer and the peak of the drought was 60% for A. unedo, 48% for P. latifolia, and 80% for Q. ilex. This study was also part of a drought simulation experiment. A. unedo responded to the experimental decrease in water availability reducing sap flux during the summer. This species also modified its water use between years according to their different seasonal patterns of precipitation. Estimated stand transpiration during the "relatively wet" 1999 year was 98% of net rainfall, further supporting that the community was limited by water availability. Our results, combined with previous studies in the same area, outlined very different strategies to cope with water shortage for the three species. A. unedo and Q. ilex needed a strong stomatal control over water loss to avoid low water potentials that could cause dangerous levels of xylem embolism. On the other hand, low vulnerability to xylem embolism allowed P. latifolia to have a less strict stomatal regulation and maintain transpiration at lower water potentials than the other two species. Q. ilex showed a long-term reduction of sap flux which we relate to the high levels of embolism predicted for this species. Our results suggest that Q. ilex and, to a lesser extent, A. unedo, may be at their limit to cope with water stress in many Mediterranean areas, in agreement with the acute impact that the 1994 drought had on Q. ilex populations in NE Spain. These results are discussed in relation to the possible impacts that climate change will have on Q. ilex-dominated forests.A hydraulic model to predict drought-induced mortality in woody plants: an application to climate change in the MediterraneanThe potential effects of climate change on vegetation are of increasing concern. In the Mediterranean region, the dominant effect of climate change is expected to be the modification of water balance. In this paper we present a model developed to predict drought-induced mortality of woody plants under different climatic scenarios. The model is physiologically-based and simulates water transport within individual woody plants, which can be isolated or competing for a common water pool. The key assumption of the model is that, within a drought event, plant mortality is caused by the inability of plants to transport water to the leaves. In the particular application that we report in this study, we compare two evergreen species, Quercus ilex and Phillyrea latifolia, which were very differently affected by the acute drought that occurred in E Spain in summer 1994. While in some Q. ilex populations the amount of individuals that dried completely was up to 80%, P. latifolia showed no apparent damage. This two species grow together in a Holm-oak forest in NE Spain that was monitored during the years 1999 and 2000. A Generalised Likelihood Uncertainty Estimation (GLUE) approach was used to calibrate the model against sap-flow measurements. The only difference between species that was introduced a priori was that Q. ilex was more vulnerable to xylem embolism than P. latifolia (based on our own measurements in the study area). During the calibration the information provided by the measured sap flows was used to retain the more likely parameter sets for each species. These parameter sets were used in all the following simulations. The model was able to accurately simulate both transpiration dynamics and measured mortalities for the two species in the study area. In the simulations under climate change two factors were explored: the increase in mean temperature (+1.5, +3 and +4.5ºC) through its effect on ET, and the duration of summer drought. Under any of the scenarios, mortalities were much higher for Q. ilex: while this species was predicted to survive with less than 5% mortality droughts of up to 84-94 days, the mortality of P. latifolia reached 5% between the day 133 and the 150. For droughts longer than three months, which is approximately the current drought duration in the study area for dry years, the mortality of Q. ilex increased sharply. These results are discussed in relation to the possible long-term impacts of climate change on Q. ilex-dominated forests.

En el procés de transformació genètica tan sols un petit percentatge de cèl·lules accepta la integració de DNA forà mentre que la majoria de cèl·lules romanen com a no transgèniques. Habitualment s'introdueix juntament amb el gen d'interès un gen de selecció, que permet el creixement únicament de les cèl·lules transformades. Fins ara els gens de selecció més utilitzats són els que confereixen resistència a antibiòtics o a herbicides. A més dels possibles riscs sanitaris i/o mediambientals que pot comportar l'ús d'aquests gens (fins ara no demostrats) hi ha una normativa europea (EU 2001/18/EC) que en prohibeix l'ús. A nivell científic, la presència d'aquests gens és totalment prescindible un cop s'han seleccionat les cèl·lules transformades. Per tot això, en els darrers anys s'han establert diverses estratègies per eliminar els gens de selecció en plantes transgèniques. Aquest treball s'ha centrat en estudiar diferents vies de co-transformació de dos gens, el d'interès i el de selecció, amb la finalitat d'establir el millor sistema per obtenir per segregació de caràcters en la descendència, plantes transgèniques d'arròs (Oryza sativa L.) lliures de gens de selecció. S'han utilitzat gens marcadors de fàcil identificació com el gen gfp (green fluorescent protein), el gen bar (resistència al herbicida glufosinat d'amoni) i el gen uidA (?-glucuronidasa) per obtenir les taxes de co-transformació en T0 i per avaluar la segregació de caràcters en T1. S'han dissenyat diferents estratègies de co-transformació tan per Agrobacterium tumefaciens com per biolística.Mitjançant la transformació genètica per Agrobacterium tumefaciens s'ha provat a) la inoculació del call d'arròs amb dues poblacions d'Agrobacterium, cadascuna portadora d'un plàsmid amb un gen marcador diferent. Les inoculacions s'han realitzat simultàniament en el temps i deixant dos i cinc dies de decalatge entre una i altra; b) inoculació amb una soca d'Agrobacterium portadora de dos plàsmids, cadascun amb un gen marcador; i c) inoculació amb una soca d'Agrobacterium portadora d'un plàsmid amb dues regions de DNA de transferència, el doble T-DNA. Per biolística s'han realitzat experiments en què en comptes de disparar amb plàsmids sencers s'ha fet amb DNA monocatenari. Les aplicacions dels T-DNA monocatenaris es van realitzar simultàniament en el temps i amb decalatge de dos i cinc dies. Els resultats dels estudis de les estratègies portades a terme per Agrobacterium tumefaciens van ser els següents: inoculant simultàniament amb dos cultius bacterians es va obtenir una taxa de co-transformació baixa però suficient per permetre l'obtenció de plantes descendents que segreguin pels dos caràcters. En canvi, l'estratègia de deixar temps de decalatge entre les inoculacions no va afavorir la inserció del nou caràcter en un locus independent sinó que els resultats suggereixen que el teixit vegetal podria activar mecanismes de defensa que bloquegen una segona inserció de material genètic a curt termini. No va resultar efectiva l'estratègia d'inocular amb una soca bacteriana portadora de dos plàsmids diferents segurament per la gran similitud entre els dos plàsmids utilitzats, implicant el desplaçament d'un dels dos plàsmids i impossibilitant l'obtenció de plantes co-transformades. Tot i que caldria ajustar alguns paràmetres per obtenir els resultats esperats per biolística, s'ha demostrat la funcionalitat d'almenys un dels T-DNA monocatenaris. Finalment l'estratègia que va resultar més eficaç i viable va ser la del doble T-DNA, obtenint una taxa de co-transformació del 69'7% amb plantes que a més havien integrat en la majoria dels casos entre una i dues còpies de cada gen. La tècnica del doble T-DNA ens ha permès obtenir diverses línies homozigòtiques de plantes d'arròs portadores d'un dels gens marcadors lliures de gens de selecció. Aplicant la tècnica del doble T-DNA es va substituir un dels gens marcadors per un gen d'interès, el CryIB, que codifica per una endotoxina de Bacillus turingensis, que confereix resistència a la planta transgènica enfront al barrinador de l'arròs Chilo supressalis,. Amb l'estratègia del doble T-DNA es van obtenir plantes d'arròs amb el gen d'interès CryIB i sense gens de selecció.Un altre aspecte que s'ha abordat a la tesi és l'estudi de flux genètic entre plantes transgèniques d'arròs, plantes no transgèniques i arròs salvatge. En aquest sentit és va dissenyar un experiment en camp per confirmar els resultats obtinguts en assaigs anteriors sobre l'efecte de la distància i dels vents dominants en l'encreuament entre plantes transgèniques i plantes no transgèniques de la mateixa varietat d'arròs, així com avaluar la taxa d'encreuament amb l'arròs salvatge situat entremig del camp o bé a diferents distàncies. Els resultats obtinguts, juntament amb les característiques particulars de les varietats d'arròs suggereixen que la coexistència és possible entre cultius transgènics, tradicionals i ecològics d'arròs. Tanmateix, en el cas de l'arròs salvatge les mesures de coexistència hauran d'incloure, molt probablement, alguna estratègia que permeti minimitzar la presència d'aquesta mala herba als camps d'arròs. / In genetic transformation process only a few percentages of cells accept the integration of foreign DNA while most cells remain non-transformed. Usually a selection gene is introduced together with the gene of interest, allowing the growing of transformed cells only. Until now, the most frequently used selection genes are those that confer antibiotic or herbicide resistance. Apart from the potential health and/or environmental risks (presently still not demonstrated) there is a European regulatory law (EU 2001/18/EC) that forbids the use of antibiotic selection genes. At a scientific level, the presence of these kinds of genes is absolutely not necessary once the transformed cells have been selected. For all these reasons, some strategies have been established in recent years in order to eliminate the selection genes of transgenic plants. The aim of this thesis was to study different ways of co-transformation to obtain transgenic rice (Oryza sativa L.) without selection genes, throughout the segregation in the progeny. Easily identifiable reporter genes such as gfp (green fluorescent protein), bar (ammonium glufosinate resistance) and uidA (?-glucuronidase) have been used to obtain co-transformation ratios in the T0 and to evaluate characters segregating in the T1 generation. Different strategies of co-transformation by Agrobacterium tumefaciens as well as have been designed. By using Agrobacterium tumefaciens genetic transformation system we have tested a) inoculation of rice embriogènic callus with two populations of Agrobacterium, each one carrying a vector with a different reporter gene. The inoculations have taken place simultaneously and with a time range of two and five days between them; b) inoculation with one population of Agrobacterium tumefaciens carrying both types of vectors, each one with it's own reporter gene; and c) inoculation of an Agrobacterium population carrying a vector with two T-DNA regions, each one with a different reporter gene. By biolistics we have experimented shooting with single stranded fragments of DNA instead of whole plasmids. The applications of the single-stranded T-DNA have taken place simultaneously and in range of time of different days. The results obtained with the different Agrobacterium tumefaciens strategies were the following: by inoculating simultaneously with two bacterial cultures we had a low co-transformation ratio but this was enough to obtain plants in the progeny segregating for both characters. However, the range time strategy between different inoculations did not favor the insertion of the second T-DNA far from the first one. These results suggest that vegetal tissue could activate some defense mechanism that blocks a second introduction of genetic material in a short time. The strategy based in inoculating with an Agrobacterium population carrying two types of plasmids was not effective, probably due to the important similarity of the used plasmids that could lead to the high replication of one of them in comparison with the other one, making impossible to have co-transformed plants. Although it would be necessary to adjust some parameters to obtain the expected results by bioballistics, we have demonstrated the functionality of at least one of the single-stranded T-DNA shouted. Finally, the most effective strategy was the double T-DNA system that gave rise to a co-transformation ratio of 69.7% with plants that had integrated in the most part of them one to two copies of each gene. The double T-DNA system allowed us obtaining some homozygous rice plants carrying one of the reporter genes without selection gene. Applying the double T-DNA technique, one of the cassettes was substituted by a cassette carrying the CryIB gene that codifies for an endotoxin from Bacillus thuringensis, conferring resistance to the stem borer Chilo suppressalis. With this strategy we have obtained rice plants with the gene of interest CryIB and free from selection genes. Another aspect studied in this thesis was the gene flow between transgenic rice plants and conventional rice and the red rice weed. An experimental field has been designed to confirm the results obtained in previous experiments on the effect of distances and prevalent winds in cross-pollination between transgenic and non transgenic rice plants. Moreover, out-crossing between transgenic rice and the red rice weed placed into transgenic field or at different distances was studied. The obtained results, with the particular traits of rice cultivars, suggest that coexistence is possible between transgenic, traditional and organic rice cultivars. However, in the case of the red rice weed, the measures of coexistence would probably have to include some strategy that permit minimize the presence of that weed in rice fields.

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

Thèse de doctorat--Biologie--Rennes 1, 2005. / Contient aussi des articles de périodiques en anglais. Bibliogr. p. 193-213. Notes bibliogr. Résumés en français et en anglais.

Dissertation--Fachbereich Sozialwissenschaften--Universität Osnabrück, 2006. / Bibliogr. p. 277-299.

Thèse de doctorat : Physiologie végétale : Lille 1 : 2001. / N° d'ordre (Lille) : 3046. Résumé et textes en français et en anglais. Bibliogr. p. 141-158. Notes bibliogr.

Thèse de doctorat : Sciences Agronomiques : INPL : 2006. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr.