En esta tesis doctoral se desarrollan diferentes aproximaciones al estudio de plantas vasculares de interés para la conservación en la Cordillera Cantábrica, con el objetivo de generar información aplicable a las estrategias de conservación en el territorio. En la primera parte se aborda la biodiversidad vegetal y las prioridades de conservación, estudiando (1) la riqueza florística y de hábitats y su grado de exclusividad o amenaza; (2) la caracterización de áreas de endemicidad en el conjunto de las montañas del noroeste peninsular; (3) los patrones de rareza y hábitat en las plantas orocantábricas amenazadas a escala nacional; y (4) metodologías para el establecimiento de prioridades de conservación a una escala biogeográfica. En la segunda parte se evalúan cuatro plantas prioritarias, estudiando (5) la aplicación de modelos de predicción del área de ocupación potencial de Empetrum nigrum subsp. nigrum como ejemplo de planta relícta boreoalpina; (6) alternativas para evaluar la variabilidad poblacional de Senecio boissieri como herramienta para la definición de unidades de conservación intraespecíficas en plantas orófilas; (7) la implicación de la fragmentación del hábitat en la viabilidad poblacional de Aster pyrenaeus, planta ligada a bordes forestales; y (8) la utilización de una planta indicadora, Centaurium somedanum, como medida de aproximación a la variabilidad y conservación de ecosistemas ligados a fuentes carbonatadas.

Se ha estudiado variabilidad genética en el musgo Funaria hygrometrica y su relación con los procesos de adaptación al cambio climático en la alta montaña Mediterránea de Sierra Nevada (España). Para ello se han secuenciado cuatro regiones del ADN (espaciadores nuclear ITS1 e ITS2, la región cloroplastidial rps3-rpl16 y la mitocondrial rpl5-rpl16). Asimismo se han usado dos técnicas de fingerprinting (microsatélites y AFLP). Se ha aplicado el método de exploración del genoma sobre los datos AFLP para detectar loci sometidos a selección. Se han desarrollado con éxito nuevos cebadores y/o se han modificado otros para mejorar la amplificación PCR en las regiones rps3-rpl16 e ITS. Los resultados obtenidos han mostrado una alta variabilidad genética y han revelado la existencia de dos linajes divergentes en Funaria hygrometrica. Asimismo, los niveles significativos de la prueba de Mantel han sugerido que Funaria hygrometrica posee una variación adaptativa a lo largo de Sierra Nevada. / The genetic variability in the common cord moss Funaria hygrometrica and its relation to climate change adaptation processes in Mediterranean high mountain of Sierra Nevada (Spain) were studied. Four DNA regions were sequenced (ITS1 and ITS2 nuclear spacers, rps3-rpl16 chloroplast DNA region, and rpl5-rpl16 mitochondrial intergenic spacer). Two fingerprinting techniques (microsatellites and AFLP) were used to complement the sequence data. A genome scan method was applied on the AFLP data in order to find loci under selection. New and/or modified primers were developed to improve the PCR amplification for the nuclear ITS spacer and the chloroplast rps3-rpl16 region. The results obtained showed a high genetic variability and revealed the existence of two divergent lineages of Funaria hygrometrica. Based on the statistical Mantel test, the significant levels of correlation suggested that Funaria hygrometrica possesses an adaptive variation along Sierra Nevada Mountains.

Ranunculus parnassiifolius L. is an orophilous plant distributed throughout Central and Southwestern Europe (Cantabrian Mountains, Pyrenees and Alps), where at least five taxa have traditionally been recognized. However, the latest researches in this polyploid complex have shown the complexity of its evolutionary history. The aim of this study was to assess the diversity throughout its distribution range (including material from the type localities) and reassess the current systematics applied to the group, using several molecular techniques: ITS (Internal Transcribed Spacer), PCR-RFLP (Restriction Fragment-Length Polymorphisms), cpDNA (sequencing of coding and non-coding plastid regions), AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism), RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA), ISSR (Inter-Simple Sequence Repeat); multivariate morphometric analyses and genome size estimation based on flow cytometric measurements. One of the most relevant results is the existence of numerous arguments to support the separation of the R. parnassiifolius subsp. cabrerensis from the polyploid complex R. parnassiifolius s.l., and it should consequently be treated as an independent species (R. cabrerensis versus R. parnassiifolius) and in fact it constitutes an evolutionary line in itself. Finally, we propose a new evolutionary scenario within the group and suggest conservation strategies

Realiza la evaluación de la composición florística fanerogámica en la zona comprendida entre los Puestos de Vigilancia PNP El Caucho y PNP Campo Verde, correspondiente a las provincias de Tumbes y Zarumilla del departamento de Tumbes (hasta el momento de la Evaluación, este espacio geográfico, se llamó Bosque Nacional de tumbes), aquí, se instaló una parcela de evaluación permanente de 500 x 500 m, y dentro de esta parcela, dos subparcelas de 500 x 20 m. El resultado de la evaluación florística, incluyendo las especies dentro de las parcelas de evaluación permanente consta de 70 familias, donde el 90.14% corresponde a eudicotiledóneas (62 familias), el 8.45% a monocotiledóneas (7 familias) y el 1.4 % a las gimnospermas (1 familia). Se reportan 170 géneros de eudicotiledóneas, 19 de monocotiledóneas y 1 de gimnospermas. El total de especies asciende a 254. El presente trabajo fue realizado en base a un intensivo programa de colectas botánicas dentro del marco del Proyecto Flora del Perú durante los años 1987 a 1995 en la parcela de evaluación permanente instalada para dicho propósito (y en las áreas adyacentes). Se lograron colectar en total 2 473 números botánicos. Se describieron las familias, géneros y especies en base al sistema de ordenamiento taxonómico APG IV – 2016 49, utilizando las descripciones de Flora of Perú, Macbride, 1936 39; descripciones en publicaciones de flórulas locales, etiquetas de herbarios, descripciones sencillas de campo incluidas en las libretas personales con los códigos del colector y se consignan para cada colecta los números de colección del responsable del trabajo con las fechas de colección correspondientes. En general, se reportan 254 especies, 190 géneros y 70 familias en la Evaluación Florística total. La familia Fabaceae es la de mayor riqueza de especies en el Inventario Forestal (13 spp.). / Tesis

El género Biscutella, perteneciente a la familia Brassicaceae, fue descrito por Linneo (1753) en su obra Species Plantarum. Comprende plantas anuales o perennes, a veces sufruticosas, con hojas basales generalmente arrosetadas y pétalos amarillos, cuyo rasgo más característico es su peculiar fruto. Este género es conocido por su complejidad taxonómica, ya que presenta una relativa uniformidad en muchos de sus caracteres morfológicos, y una amplia plasticidad en aquellos que sí varían. Ante este grado de dificultad, la presente tesis doctoral aborda el estudio taxonómico del género integrando, por primera vez, los puntos de vista morfológicos y filogenéticos. Para adaptar las dimensiones del estudio a las consideradas adecuadas para una tesis doctoral, el trabajo se ha centrado en un grupo del género, B. ser. Biscutella, con la intención de poder aplicar el conocimiento obtenido durante su desarrollo en estudios futuros que incluyan al género en su totalidad. La tesis está organizada como compendio de publicaciones, entre las que se encuentran artículos ya publicados y dos manuscritos aún pendientes de publicación. Estos artículos han sido organizados en dos secciones distintas. La primera comprende 4 capítulos que corresponden a publicaciones que versan sobre tipificaciones o aclaraciones taxonómicas de algunas de las especies de B. ser. Biscutella, y que constituyen un paso previo imprescindible para abordar correctamente el estudio posterior. La sección II incluye estudios taxonómicos o sistemáticos sobre parte, o la totalidad de la serie, que incluyen herramientas moleculares y finalizan con una nueva propuesta taxonómica para B. ser. Biscutella.

La luz induce una amplia variedad de respuestas relacionadas con la fisiología celular y el comportamiento de muchos organismos. El conocimiento de los mecanismos moleculares implicados en la regulación de esas respuestas es, sin duda, uno de los grandes retos de la biología molecular. Hongos filamentosos, como Neurospora crassa, han contribuido al conocimiento de algunos de los mecanismos moleculares implicados en las respuestas a la luz. La caracterización de los genes white collar-1 y white collar-2 (wc-1 y wc-2), dos genes claves en todas las respuestas a la luz de este hongo, ha sido crucial en el desarrollo de esos conocimientos. Por otra parte, la biosíntesis de carotenos en hongos, como el propio N. crassa o el cigomiceto Phycomyces blakesleeanus, es una de las respuestas a la luz que más atención ha merecido por parte de un número importante de investigadores. El hongo Mucor circinelloides, otro cigomiceto, responde a la luz azul incrementando notablemente la síntesis de carotenos. La carotenogénesis en M. circinelloides está controlada por crgA, un gen que cifra una proteína RING-finger represora de la carotenogenesis. Este gen está evolutivamente conservado desde hongos hasta humanos y, por tanto, no es un gen exclusivo de la carotenogénesis. De hecho, en el propio M. circinelloides regula también procesos de desarrollo, como la formación de hifas aéreas y producción de esporas asexuales. Este gen está presente en prácticamente todos los eucariotas, pero sólo se ha estudiado en los hongos fundamentalmente en M. circinelloides. El gen crgA regula la carotenogénesis a través del control de la expresión del gen mcwc-1b. En concreto, la proteína CrgA está implicada directa o indirectamente en la adición de una o dos ubiquitinas a la proteína Mcwc-1b, lo que supone su inactivación, pero no su degradación. Esta tesis ha caracterizado en detalle las bases moleculares de dicho mecanismo, que ha includo objetivos específicos como la caracterización de la oligoubiquitilación de Mcwc-1b, la identificación y caracterización de genes regulados por crgA de forma dependiente e independiente de mcwc-1b así como genes exclusivamente regulados por mcwc-1b. Mediante mutagénesis dirigida se ha identificado la lisina de Mcwc-1b que es diana de la ubiquitilación mediada por CrgA. Mediante análisis transcriptómico se ha determinado que la expresión de al menos 350 genes, que representan cerca del 3% de los genes identificados en M. circinelloides, depende de crgA, revelando el importante papel de crgA en la regulación de la expresión génica. La regulación ejercida por crgA es principalmente a través de mcwc-1b, sin embargo, ambos son capaces de regular la expresión de algunos genes de forma independiente. Se ha encontrado un enriquecimiento de genes implicados en el metabolismo de aminoácidos y de metabolitos secundarios regulados por crgA. La regulación de un aspecto tan básico como la síntesis de aminoácidos podría significar que este gen también pueda ejercer esta función en eucariotas superiores. Esta tesis también ha caracterizado a nivel transcriptómico la respuesta a la luz en M. circinelloides. M. circinelloides presenta tres genes homólogos al gen wc-1 (mcwc-1a, mcwc-1b y mcwc-1c). En esta tesis se han planteado el objetivo de caracterizar a nivel molecular las respuestas a la luz de M. circinelloides y la implicación de los tres genes wc-1. El análisis transcriptómico realizado en esta tesis ha identificado 146 genes (1,24 % del genoma) regulados por luz, muchos de ellos a través de mcwc-1a, indicando que es elemento principal de control de las respuestas a la luz. La existencia de genes que se inducen en los mutantes en los tres genes mcwc-1 de M. circinelloides, sugiere que existen otros fotorreceptores que podrán ser caracterizados en futuras investigaciones. / Light induces a wide variety of responses related to cell physiology and behavior of many organisms. Knowledge of the molecular mechanisms involved in the regulation of these responses is undoubtedly one of the great challenges of molecular biology. Filamentous fungi, such as Neurospora crassa, have contributed to the knowledge of some of the molecular mechanisms involved in responses to light. The characterization of the white collar-1 and white collar-2 (wc-1 and wc-2), two key genes in all responses in the light of this fungus, has been crucial in the development of such knowledge. Moreover, the carotenoid biosynthesis in fungi such as itself N. crassa or cigomiceto Phycomyces blakesleeanus, is one of the responsess to light that more attention has been received by a large number of researchers. The fungus Mucor circinelloides, another cigomiceto, responds to blue light significantly increasing the synthesis of carotenoids. In M. circinelloides carotenogenesis is controlled by a crgA, gene that codes a RING-finger repressor protein of the carotenogenesis. This gene is evolutionarily conserved from yeast to humans and, therefore, it is not an exclusive gene carotenogenesis. In fact, itself M. circinelloides also regulates development processes such as the formation of aerial hyphae and production of asexual spores. This gene is present in almost all eukaryotes, but has only been studied in fungi mainly in M. circinelloides. The gene crgA regulates carotenogenesis through expression control of mcwc-1b gene. Specifically, CrgA protein is directly or indirectly involved in the addition of one or two ubiquitin to mcwc-1b protein, resulting in its inactivation, but not degradation. This thesis has been characterized in detail the molecular basis of this mechanism, which has included when specific goals as characterization of oligoubiquitilación of mcwc-1b, identification and characterization genes regulated by crgA dependent or independent of mcwc-1b and genes exclusively regulated by mcwc-1b. By mutagenesis has been identified lysine is the target crgA mediated ubiquitylation. By transcriptomic analysis has determined that the expression of at least 350 genes, representing about 3% of the genes identified in M. circinelloides, it depends crgA, revealing the important role of crgA in regulation of gene expression. The regulation is mainly exerted by crgA through mcwc-1b, however, both are capable of regulating the expression of some genes independently. It found an enrichment of genes involved in amino acid metabolism and secondary metabolites regulated by crgA. The regulation of such a basic amino acid synthesis as aspect could mean that this gene can also perform this function in higher eukaryotes. This thesis has characterized response to light of M. circinelloides at the transcriptome level. M. circinelloides presents three genes homologous to gene wc-1 (mcwc-1a, mcwc-b and mcwc-1c). In This thesis has been raised the characterization at the molecular level responses to light in M. circinelloides and the involvement of three genes wc-1. Transcriptome analysis in this thesis has identified 146 genes (1.24% of the genome) regulated by light, many of them through mcwc-1a, indicating that it is the main control element of responses to light. The existence of genes induced by light in mutants mcwc-1aΔ, suggests that other photoreceptors that may be characterized in future research.

Memoria para optar al título de Diseñador Gráfico / “Naturaleza ex novo” es el nombre del proyecto de diseño experimental de un aparato para la mediación de la colección, archivo y representación botánica fuera de los márgenes institucionales. El propósito es estudiar y levantar una discusión especulativa en torno al papel de los objetos/cosas y especialmente del aparato encuadernado en la construcción de la noción de naturaleza. Para esto se realizó una discusión bibliográfica con especial atención en la Teoría del actor-red (TAR) desarrollada por Bruno Latour —cómo la naturaleza podría estar construida como ficción y como hecho— y también cómo el concepto de naturaleza se enfrenta a los conceptos de sociedad, cultura y artificialidad. Por tanto se estudió la ilustración y libro botánico más el herbario, aparatos de conocimiento científico que empalman de alguna manera como diseño editorial y diseño de información, en tanto espacios conceptuales más que actividades profesionales dentro del diseño. El proyecto no busca realizar un diseño aplicado para el campo de la botánica, sino más bien busca hacer una reflexión crítica sobre los objetos y cosas que median la botánica en tanto relación humano-técnica-naturaleza. El presente informe da cuenta del proceso de investigación- creación, a decir la discusión bibliográfica, la documentación, las entrevistas con expertos que devienen referencias formales y conceptuales que decantan en un diseño experimental, un aparato encuadernado como prototipo alfa.

Magister en Ciencias Biológicas con mención en Botánica / Las nuevas herramientas biotecnológicas ofrecen una amplia gama de posibilidades de desarrollo en todas las áreas donde el hombre se desenvuelve. La agricultura no esta ajena a esta posibilidad. El trigo de pan ( Triticum aestivum L), uno de los alimentos más importantes del mundo, puede beneficiarse significativamente al incorporar el uso de esta nueva tecnología dentro del proceso de creación de nuevas variedades. Los microsatélites o SSR (Simple Sequence Repeats), marcadores genéticos hipervariables, han demostrado ser una de las mejores alternativas para este cultivo. Por este motivo fueron los seleccionados para llevar a cabo el objetivo de la presente investigación, en la cual se busco asociar microsatélites a loci genéticos de proteínas de reserva y de dureza del grano, factores determinantes de la calidad panadera de este cereal. Para llevar a cabo está investigación se seleccionaron 80 genotipos de trigo de pan, a los cuales se les determinó: porcentaje de proteína del grano, volumen de sedimentación, gluten seco, gluten húmedo, gluten índex e índice de dureza. Esta información fue utilizada como base para seleccionar aquellos marcadores genéticos que estuvieran asociados con estos parámetros de calidad. De los seis microsatélites analizados cuatro estuvieron asociados con diferentes pruebas de calidad. El marcador Xglu A3 presentó correlaciones significativas con volumen de sedimentación (0,385), gluten seco (0,394) y gluten índex (0,377). Xgwm 164 se asoció significativamente con sedimentación (0,235) y gluten índex (0,233), el partidor Xgwm 135 presento correlaciones significativas con gluten seco (0,172) y gluten índex (0,221) y el SSR Xgdm 19 fue el marcador con mayor número de pruebas asociadas: porcentaje de proteínas (0,447), sedimentación (0,408), gluten seco (0,487), gluten índex (0,391) e índice de dureza (0,483). De estos cuatro microsatélites, Xglu A3 y Xgdm 19, son los más informativos con índices de polimorfismos (PIC) de 0,721 y 0,758 respectivamente. Ninguno de los SSR estudiados presentó asociación con gluten húmedo. Los marcadores Xgwm 498 y Xgdm 98, no se correlacionaron con ninguno de los parámetros de calidad. Al analizar la distribución de las frecuencia genotipica de los marcadores seleccionados, en los grupos de genotipos de buena, regular y mala calidad panadera, se seleccionó haplotipos promisorios para buena calidad. A todo el germoplasma analizado se le determinó la presencia de secalina, proteína de centeno, la cual existe en algunas líneas de trigo por efecto de translocaciones cromosomales con este cereal. Treinta y tres genotipos dieron positivo para este análisis. La mayoría de este grupo presentó bajos niveles de volumen de sedimentación. Este resultado indica la necesidad de tener presente este factor cuando se están determinando criterios de selección para calidad panadera. Paralelamente, en esta investigación se caracterizó las gluteninas de alto peso molecular, de las 80 líneas y variedades en ensayo. Las subunidades permitieron determinar el índice GLU-1, el que demostró ser un buen indicador de calidad panadera, por su buena asociación con volumen de sedimentación.

Introducción: El conocimiento cada vez mayor sobre la relevancia funcional de los pequeños RNAs endógenos (esRNAs) como riboreguladores ha estimulado la identificación y caracterización de estas moléculas en numerosos eucariotas. En el hongo basal Mucor circinelloides, un patógeno oportunista humano, se han descrito esRNAs que regulan la expresión de muchos genes que codifican proteínas. En la biogénesis de estos esRNAs participan una RNasa III denominada Dicer, una proteína Argonauta y dos RNA polimerasas dependientes de RNA (RdRP). Además de participar en esta ruta canónica de silenciamiento mediado por RNA, los genes rdrp de M. circinelloides están implicados en la producción de una nueva clase de esRNA, que son independientes de Dicer. Estos esRNAs muestran un sesgo muy fuerte en la polaridad de las cadenas y una distribución aleatoria de tamaños, lo que sugiere que son productos de degradación de RNAm endógenos. El objetivo global de esta tesis es caracterizar esta posible ruta de degradación de RNAm, identificar la RNasa implicada y utilizar los mecanismos de silenciamiento de Mucor para realizar un análisis funcional a escala genómica. Estos objetivos globales se concretan en los siguientes: Objetivos: i) Análisis de la función de la ruta independiente de Dicer y dependiente de RdRp en la regulación de la expresión génica. ii) Identificación in silico de RNasas de M. circinelloides candidatas a participar en la ruta de degradación independiente de Dicer. iii) Análisis del papel de los genes candidatos en la producción de esRNAs independientes de Dicer y dependientes de RdRP. iv) Construcción de genotecas genómicas para el análisis funcional de genes mediante RNA de interferencia (RNAi), utilizando vectores de silenciamiento para identificar secuencias de M. circinelloides con un posible papel en patogénesis. v) Generación de mutantes nulos de los genes candidatos para confirmar el fenotipo e investigar su papel en la patogénesis de Mucor. Métodos: El análisis de la función génica se llevó a cabo mediante manipulaciones genéticas in vitro e in vivo. Estas incluyen métodos para aislar, amplificar y analizar la expresión de genes específicos y para la transformación genética de células vivas. Se construyeron genotecas de DNA genómico en vectores de silenciamiento con promotores duales para el análisis funcional del genoma y la identificación de genes candidatos con un posible papel en la patogénesis de Mucor. Se utilizaron análisis fenotípicos para evaluar las funciones de los genes candidatos en el crecimiento, la morfogénesis y la virulencia de este hongo. Resultados: Los análisis de expresión demostraron que la nueva ruta independiente de Dicer y dependiente de RdRP regula la expresión génica mediante la degradación específica de RNAm por una RNasa previamente desconocida. Esta ruta regula principalmente genes conservados implicados en metabolismo y procesos de señalización celular, tales como los requeridos para la biosíntesis del grupo hemo, y controla las respuestas a señales ambientales específicas. La búsqueda en el genoma de Mucor identificó varias RNasas candidatas, y el análisis funcional de los mutantes nulos correspondientes permitió identificar una nueva proteína, R3B2, que es específica de hongos basales. Esta RNasa III participa tanto en la ruta no canónica de degradación independiente de Dicer, como en la ruta canónica de silenciamiento dependiente de Dicer, lo que pone de manifiesto su papel crucial en la biogénesis y función de los esRNAs reguladores. Se ha utilizado el mecanismo canónico de silenciamiento para llevar a cabo el análisis funcional a escala genómica en Mucor, para lo cual se construyeron dos genotecas genómicas basadas en RNAi. La introducción de estas genotecas en M. circinelloides permitió identificar varios transformantes con fenotipos anormales. Los análisis moleculares y de silenciamiento demostraron que dos genes específicos fueron los responsables de las alteraciones fenotípicas estudiadas. El análisis fenotípico de los mutantes nulos correspondientes confirmó el papel de dichos genes en la morfogénesis y patogénesis de M. circinelloides. Conclusiones: Se ha identificado y caracterizado una nueva ruta no canónica de silenciamiento, independiente de Dicer y dependiente de RdRP, que regula la expresión génica mediante la degradación de RNAm específicos. La RNasa implicada en esta ruta, denominada R3B2, presenta una arquitectura de dominios única, es específica de hongos basales y también está implicada en el mecanismo canónico de RNAi. Estos resultados asignan un nuevo papel para las proteínas RdRP en un proceso de degradación de RNA que podría representar el primer paso en la evolución del RNAi. Se ha desarrollado con éxito un procedimiento para realizar análisis funcional a gran escala utilizando RNAi, lo que ha permitido identificar dos genes que participan en la morfogénesis de Mucor. El gen mcmyo5 codifica una miosina de clase V que juega un papel esencial en la morfogénesis y la patogénesis de Mucor. El gen mcclasp codifica una proteína CLASP, que también participa en la morfogénesis, pero no juega ningún papel importante en la patogénesis de Mucor. / The increasing knowledge on the functional relevance of endogenous small RNAs (esRNAs) as riboregulators has stimulated the identification and characterization of these molecules in numerous eukaryotes. In the basal fungus Mucor circinelloides, an emerging opportunistic human pathogen, esRNAs that regulate the expression of many protein coding genes have been described. These esRNAs share common machinery for their biogenesis consisting of an RNase III endonuclease Dicer, a single Argonaute protein and two RNA-dependent RNA polymerases. Besides participating in this canonical dicer-dependent RNA interference (RNAi) pathway, the M. circinelloides rdrp genes are involved in the production of a novel dicer-independent esRNA class, which showed a very strong strand bias, being exclusively sense to the mRNAs, and a random spread of size distribution, suggesting that they are degradation products of endogenous mRNAs. The overall objective of this thesis is to characterize this putative mRNA degradation pathway, identify the RNase involved and use the Mucor silencing mechanisms for whole-genome functional analysis. These global objectives are specified in the following: Objectives: i) Functional analysis of the rdrp-dependent dicer-independent pathway in the regulation of gene expression. ii) In silico identification of M. circinelloides candidate RNases to be involved in the dicer-independent degradation pathway. iii) Functional studies of the candidate genes in the production of rdrp-dependent dicer-independent esRNAs. iv) Construction of genomic libraries for functional analysis by knocking-down genes using silencing vectors to identify M. circinelloides sequences with putative roles in pathogenesis. v) Generation of null mutants for each candidate gene to confirm the phenotype and investigate their roles in Mucor pathogenesis. Methods: in vivo and in vitro genetic manipulations were used to analyze gene functions. These include methods to isolate, amplify and analyze the expression of specific genes and genetic transformation of living cells. Genomic DNA libraries were constructed in silencing vectors containing dual promoters for whole-genome functional analysis and identification of candidate genes with a possible role in Mucor pathogenesis. Phenotypic analyses were used to evaluate the functions of candidate genes in growth, morphogenesis and virulence of this fungus. Results: Expression analysis demonstrated that the new rdrp-dependent dicer-independent pathway regulates gene expression by promoting the specific degradation of mRNAs by a previously unknown RNase. This pathway mainly regulates conserved genes involved in metabolism and cellular processes and signaling, such as those required for heme biosynthesis, and controls responses to specific environmental signals. Searching the Mucor genome for candidate RNases to participate in this pathway, and functional analysis of the corresponding knockout mutants identified a new protein, R3B2, which is only found in basal fungi. This RNase III-like protein participates in both the rdrp-dependent dicer-independent non-canonical pathway and the canonical dicer-dependent RNAi pathway, highlighting its crucial role in the biogenesis and function of regulatory esRNAs. RNAi was applied to carry out whole-genome functional analysis in Mucor. Two RNAi-based genomic libraries were constructed. Introduction of these libraries into M. circinelloides identified several transformants with abnormal phenotypes. Silencing and molecular analyses demonstrated that two specific genes were responsible for the phenotypic alterations. Phenotypic analyses of the corresponding disruption mutants revealed the role of those genes in M. circinelloides morphogenesis and pathogenesis. Conclusions: A novel non-canonical RNA silencing mechanism promoting mRNA degradation in M. circinelloides has been identified and characterized. This pathway is rdrp-dependent dicer-independent and regulates gene expression by degrading specific mRNAs. The RNase involved in this pathway, R3B2, presents unique domain architecture and it is also involved in the canonical dicer-dependent RNAi pathway. Our results expand the role of RdRPs in gene silencing and reveal the involvement of these proteins in a new RNA degradation process that could represent the first step in the evolution of RNAi. A new approach for large-scale functional genomics using RNAi has been successful developed in M. circinelloides. Two genes that participate in Mucor morphogenesis have been identified. Gene mcmyo5 encodes a Myosin class V protein that plays an essential role in Mucor morphogenesis and pathogenesis. Gene mcclasp encodes a CLASP protein, which is also involved in morphogenesis, but does not play any significant role in Mucor pathogenesis.

Los briófitos, en comparación con las plantas con semilla, se dispersan a mayores distancias, tienen mayor amplitud ecológica, menos endemismos y distribuciones geográficas más amplias. Dos hipótesis se han discutido tradicionalmente para explicar sus amplias y disyuntas distribuciones. La primera lo interpreta como resultado de la fragmentación de una antigua distribución continua (vicarianza). La segunda lo explica como consecuencia de la dispersión intercontinental. En general, los estudios genéticos sugieren que ha habido dispersión intercontinental durante la diversificación de briófitos, pero no la suficiente como para evitar la diferenciación alopátrica. Los briófitos cosmopolitas exhiben una baja, quizás insignificante, estructura filogeográfica entre continentes, apoyando la hipótesis de dispersión sobre la de vicarianza. Esto hace preguntarse si la dispersión es ubicua y los variantes de una determinada especie cosmopolita se distribuyen homogéneamente. El principio de Baas Becking postula que "todo está en todas partes, pero el ambiente selecciona”. Las características de los briófitos cosmopolitas los hacen candidatos ideales para probar el principio de Baas Becking, aunque estos no han sido testados, hasta ahora. Por otro lado, si se encontraran límites a la dispersión y por tanto se rechazara la hipótesis del principio de Baas Becking, los briófitos cosmopolitas podrían haber logrado su distribución global ayudados por actividades humanas. Esta hipótesis podría verse reforzada por su afinidad a hábitats perturbados, que recuerda el comportamiento de especies invasoras. Esta tesis aborda diferentes hipótesis concernientes a la ecología, distribución, historia y potencial invasivo de plantas con capacidad para dispersarse a larga distancia y más en concreto, de briófitos cosmopolitas, usando Bryum argenteum como especie modelo. En particular, esta tesis trata del principio de Baas Becking tanto a escala mundial como local, en las montañas de Sierra Nevada (España) y la isla de Tenerife. Además, otras hipótesis fueron testadas en base a los resultados preliminares incluyendo la reciente colonización o la persistencia in situ de B. argenteum en el continente Antártico y discernir si colonizó Tenerife de forma artificial o natural. La metodología aplicada incluye el uso de secuencias genéticas de numerosas muestras recolectadas en Sierra Nevada, Tenerife y en todas las masas continentales. Las secuencias fueron analizadas con técnicas de genética de poblaciones y filogeografía incluyendo análisis comparativos, estimadores de diversidad genética, tests de correlación (tests de Mantel), estimadores de estructura genética entre poblaciones, reconstrucciones de áreas ancestrales, datación de reloj molecular y tests de neutralidad. Las conclusiones generales de esta tesis son: • Las evidencias en Sierra Nevada apoyan la primera mitad de la hipótesis de Baas Becking “Todo está en todas partes” a escala local. Por el contrario, la estructura genética en Tenerife sugiere que la deriva génica juega también un papel en el establecimiento de los patrones de variación genética. • El medio ambiente impulsa la diferenciación genética tanto en Sierra Nevada como en Tenerife, apoyando la segunda mitad del principio de Baas Becking “el ambiente selecciona” a escala local. Así que los briófitos cosmopolitas podrían formar ecotipos. • El factor clave que explica la distribución genética mundial de B. argenteum es la dispersión intercontinental recurrente. Sin embargo, la dispersión no es ubicua y por tanto, se rechaza la hipótesis del principio de Baas Becking a escala global. • La Antártida está mucho más aislada en términos de dispersión de briófitos que cualquier otro continente. • B. argenteum colonizó la Antártida al menos en tres ocasiones persistiendo en el continente durante varios ciclos glaciales. En Sierra Nevada, la especie se mantuvo en una zona glaciar durante el pleistoceno tardío. • B. argenteum colonizó la isla de Tenerife en múltiples ocasiones. Las primeras colonizaciones tuvieron lugar mucho antes de los primeros asentamientos humanos. / The bryophytes, in contrast with seed plants, are capable to disperse over longer distances, have broader ecological amplitudes, less endemism and wider geographical distributions. Two hypotheses have been traditionally discussed to explain their broad and disjunctive geographical distributions. The first hypothesis interprets it as a result of fragmentation of ancient continuous distributions (i.e. vicariance). The second explains it as a consequence of intercontinental dispersal. In general, genetic studies suggest that dispersal among continents has occurred repeatedly during bryophyte diversification, although it has not been recurrent enough to prevent allopatric differentiation. Research on cosmopolitan bryophytes indicates that they exhibit a low, potentially negligible, structure among continents favouring the long distance dispersal hypothesis over vicariance. This raises the question of whether dispersal is ubiquitous and the variants of cosmopolitan species are distributed everywhere. The Baas Becking tenet posits that ‘everything is everywhere, but the environment selects’ (EiE). The peculiar characteristics of cosmopolitan bryophytes suggest that they are ideal candidates to test the EiE tenet, yet they remained untested until now. On the other hand, if there were limits to dispersal at a global scale and, thus, the EiE hypothesis would be rejected, cosmopolitan bryophytes might have achieved their global distribution aided by anthropogenic activities. This hypothesis might be reinforced by the affinity of cosmopolitan bryophytes to disturbed habitats, which is reminiscent of invasive species’ behaviour. This thesis addresses a variety of hypothesis regarding the ecology, distribution, history and potential invasiveness of vagile plants and more specifically, of cosmopolitan bryophytes, taking the moss Bryum argenteum as a model species. In particular, this thesis deals with the EiE tenet at global scale and locally on the Sierra Nevada Mountains (Spain) and on the island of Tenerife. Additionally, based on preliminary findings, further hypotheses were tested including the recent colonization or in situ persistence of the species in the Antarctic continent and the assessment of the potential alien status of B. argenteum on Tenerife. The methodology applied includes the use of genetic sequences from numerous accessions sampled from Spanish Sierra Nevada Mountains, the island of Tenerife and from each of the continental masses on Earth. The DNA sequences were analysed with statistical techniques from the fields of population genetics, and phylogeography such as comparative analyses, genetic diversity estimators, correlation tests (Mantel tests), estimators of genetic differentiation, ancestral areas reconstructions, molecular dating and tests of neutrality. The main conclusions of this thesis are: • Evidence in Sierra Nevada Mountains supports the first half of the EiE tenet “Everything is everywhere” at a local scale. On the contrary, the spatial genetic structure found in Tenerife suggests that genetic drift plays also a role in establishing patterns of genetic variation. • Evidence for an environmentally-driven pattern of genetic differentiation in both, Sierra Nevada and Tenerife, indicates that the second half of the EiE tenet, “the environment selects” applies at a local scale in B. argenteum. Therefore, cosmopolitan bryophytes may form ecotypes. • Recurrent intercontinental dispersal is the key factor that explains the worldwide genetic distribution of B. argenteum. However, dispersal is not ubiquitous but limited. Thus, the EiE tenet is rejected at a global scale. • The Antarctic continent is by far the most isolated continent of all in terms of bryophyte dispersal. • B. argenteum colonized the Antarctica on at least three occasions and successfully persisted in the continent during several glacial cycles. Evidence in Sierra Nevada suggests long term persistence in a range that was glaciated during the late Pleistocene. • B. argenteum colonized the island of Tenerife on multiple occasions. Earlier events of colonization on the island took place well before the first human settlements.