TrkA es va descobrir com a un oncogén producte de la fusió del seu domini tirosinakinasa (TK) amb la tropomiosina. Posteriorment, va augmentar el seu interès endescobrir-se que la proteïna nativa constituïa el receptor del factor de creixementnerviós (NGF).Es coneixen bé els esdeveniments que tenen lloc a partir de la unió del lligand alreceptor i que donen lloc a l'activació de les vies de senyalització de les MAPK yPI 3-K/Akt. Se sap que, in vivo, la internalització del receptor i el seu transportretrògrad també juguen un paper important per a l'efecte a llarg termini del NGF ique és un tret distintiu en relació a d'altres receptors de factors de creixement.L'activació del receptor també comporta un augment transitori de Ca2+intracel· lular. Per això ens vam plantejar l'estudi de la relació entre l'activació deTrkA i calmodulina (CaM), com a sensor dels nivells de Ca2+ intracel· lulars.En primer lloc vam observar una interacció directa i dependent de Ca2+ entre CaM ila meitat c-terminal del domini intracel· lular de TrkA. La primera part del treball secentra en caracteritzar aquesta interacció.Per veure l'efecte de la unió sobre Trk, vam utilitzar inhibidors de CaM. Aquestsno impedeixen la fosforilació de TrkA induïda per NGF, però sí comporten laproteòlisi del receptor donant lloc a un fragment amb activitat tirosina kinasaconstitutiva. Donada la ubiqüitat de CaM, i la seva importància en processos vitalsper a la cél· lula, el segon objectiu ha consistit en buscar el lloc d'unió a CaM deTrkA per així poder obtenir una construcció de Trk on es perdés la unió a CaM.Basant-nos en diverses evidències, ens vam centrar en la caracterització d'una regióque conté una Tyr fosforilable (Y701) i que forma part d'un motiud'internalització. L'última part del treball se centra en descriure les característiquesd'aquesta Tyr i la seva funció, que més enllà de la relació amb CaM, pot constituiruna fosforilació inhibitòria per l'activitat de Trk i un lloc de regulació negativa dela internalització. / TrkA se descubrió como un oncogén producto de la fusión de su dominio tirosinakinasa (TK) con la tropomiosina. Posteriormente, aumentó su interés trasdescubrirse que la proteína nativa constituía el receptor del factor de crecimientonervioso (NGF).Se conocen bien los acontecimientos que ocurren tras la unión del ligando alreceptor y que dan lugar a la activación de las vías de señalización de las MAPK yPI 3-K/Akt. Se sabe que, in vivo, la internalización del receptor y su transporteretrógrado también juegan un papel importante para el efecto a largo plazo delNGF y que es una característica distintiva de otros receptores de factores decrecimiento.La activación del receptor también conlleva un aumento transitorio de Ca2+intracelular. Por ello nos planteamos estudiar la relación entre la activación deTrkA y calmodulina (CaM), como sensor de los niveles de Ca2+ intracelulares.En primer lugar observamos una interacción directa y Ca2+ dependiente entre CaMy la mitad c-terminal del dominio intracelular de TrkA. La primera parte del trabajose centra en caracterizar esta interacción.Para ver el efecto de la unión sobre Trk, utilizamos inhibidores de CaM. Éstos noimpiden la fosforilación de TrkA inducida por NGF, pero sí conllevan la proteolisisdel receptor dando lugar a un fragmento con actividad tirosina kinasa constitutiva.Dada la ubicuidad de CaM y su importancia en procesos vitales para la célula, elsegundo objetivo consistió en buscar el sitio de unión a CaM de TrkA, para asípoder obtener una construcción de Trk en que se perdiera la unión a CaM.Basándonos en diversas evidencias, nos centramos en la caracterización de unaregión que contenía una Tyr fosforilable (Y701) y que además forma parte de unmotivo de internalización. La última parte del trabajo se centra en describir lascaracterísticas de dicha Tyr y su función,que más allá de la relación con CaM,puede constituir una fosforilación inhibitoria para la actividad de Trk y un lugar deregulación negativa de su internalización. / TrkA was discovered as an oncogen, product of the fusion of its Tyrosine kinasedomain with Tropomiosin. Later on, it was identified as the receptor for the Nervegrowth factor (NGF).The first steps in Trk signaling after ligand binding are well understood. And alsothe pathways leading to MAPKs and PI3K-Akt activation. But receptorinternalization and retrograde transport are also important for the long termsignaling of TrkA, giving raise to a differential regulation of Trk receptors amongother growth factor receptors.Receptor activation also induces an increase in intracellular calcium concentration.That's why we thought on studying the relationship between TrkA activation andcalmodulin (CaM), as a prototypical calcium sensor.First we described a direct and calcium-dependent interaction between CaM andthe c-terminal part of TrkA. The first part of this work consists on thecharacterization of this interaction.In order to check the effect of CaM binding on TrkA we used CaM inhibitors.NGF-induced TrkA fosforilation was not inhibited upon CaM inhibition, but Trkwas cleaved, leading to constitutively active fragments. CaM is ubiquous andnecessary for many cell processes, so the second objective has been to search forthe CaM binding domain on TrkA in order to generate a TrkA mutant defective inCaM binding.We mutated a region containing a phosphorylatable Tyrosine Y701 that constitutesa trafficking motif, as the putative binding site of CaM. The last part of this projectdeals with the characterization of the mutants, and their effect even regardless ofCaM binding. Its phosphorylation might inhibit Trk function, and the regionconstitutes a negative regulator of internalization.

Crop productivity is limited by a number of important constraints that need to be addressed urgently in order to avoid an imminent humanitarian crisis. My thesis provides three diverse yet converging examples of biotechnological solutions that can deliver fundamental knowledge, tools and potential products in the form of improved/enhanced crop plants. I conclude my thesis by discussing the potential of biotechnology to address the MDGs. My key conclusion is that although biotechnology can contribute positively and substantially towards many of the MDGs, political expediency and an over-burdening regulatory system threaten to prevent those needing the technology from gaining access, i.e. impoverished subsistence farmers and their families in the developing world.

Tesis por compendio de publicaciones / La región de Murcia se ha caracterizado por ser eminentemente agraria, donde la fabricación del queso de cabra ocupa una posición muy importante en la economía regional. El Queso de Murcia al Vino es, sin duda, uno de los principales quesos de cabra elaborados en España, además esta Región en los últimos años ha apostado por el desarrollo de nuevas variedades de quesos (mediante el empleo de nuevas formas de presentación de los cuajos animales o el uso de coagulantes vegetales) o de sistemas de control en línea. De otra parte, el uso de los subproductos agroindustriales en la alimentación animal se ensayado con éxito como una estrategia para reducir los costes de alimentación en rumiantes y también para favorecer el reciclado de los subproductos derivados de la industria, cuyo coste de eliminación es muy elevado. En España la extracción de aceites esenciales de plantas aromáticas genera subproductos que en general están infrautilizados, pero son objeto de investigación de numerosos científicos debido a su alto contenido en compuestos polifenolicos. La inclusión de estos subproductos en dietas de cabras y de ovejas, proporciona resultados de interés en los productos derivados (carne y leche) debido a la trasmisión de compuestos fenólicos de la dieta a los mismos, y que constituye una herramienta que satisface a las necesidades de los consumidores, que cada vez requieren de la industria alimentos más saludables y seguros. El objetivo de esta memoria de Tesis Doctoral es determinar el efecto de la inclusión de plantas aromáticas o sus subproductos en la alimentación de cabras de la raza Murciano-Granadina en las características de leche y Queso de Murcia al Vino elaborados. Como objetivo preliminar, fue necesario determinar los parámetros que determinan la calidad de estos quesos (parámetros fisicoquímicos, proteólisis y lipolísis) en base al tiempo de maduración y establecimiento elaborador. Los resultados obtenidos para este objetivo determinan que el establecimiento elaborador afecta significativamente a todos los parámetros fisicoquímicos estudiados, excepto el contenido proteíco, nitrógeno soluble y la concentración de C4:0, C16:0 y C18:0. Sin embargo, los diferentes niveles de maduración influyeron de forma significativa en el contenido de materia seca, y WSN, PTASN y los aminoácidos libres, excepto la serina. Una vez establecidos los parámetros de variación del Queso de Murcia al Vino se estudio la influencia en la leche de la incorporación de subproductos de romero en la dieta de cabras M-G, observándose una disminución en el tiempo de coagulación, extracto seco y contenido de lactosa así como en la concentración de C10 y C14, sin embargo aumentó el porcentaje de C17, C18:2 y ácidos grasos poliinsaturados después de suplementar a los animales con 20% de subproducto de romero. Mientras que la suplementación con el 10% de este subproducto disminuyó el porcentaje de C14 y aumentó el contenido de C18:2 y el contenido de ácidos grasos poliinsaturados en la leche. En Queso de Murcia al Vino elaborado con esta leche no se observan diferencias significativas en el rendimiento quesero, el recuento microbiológico y parámetros sensoriales, con la excepción del olor en el queso elaborado con leche procedente de animales que habían recibido el 10% de suplementación. La sustitución del 7,5% de la dieta basal de cabra por hojas de tomillo sin destilar modificó significativamente la composición fisicoquímica de leche de cabra (incremento en la grasa, proteína, materia seca y el contenido de PUFA), mientras que el tiempo de coagulación de la leche de cabra disminuyó por la introducción en la dieta de un 20% de hojas de tomillo destilado, lo que aumentó su aptitud tecnológica. El recuento microbiológico, el análisis sensorial y el perfil de textura de los quesos no mostraron diferencias con la introducción de hojas de tomillo destiladas. La introducción de hojas del tomillo destilado y sin destilar en la dieta de cabras disminuido el grado de oxidación de la grasa del queso debido a la transferencia de compuestos fenólicos de la dieta a la leche y al queso. Si comparamos los resultados obtenidos tras la suplementación de la dieta con subproductos de la destilación de tomillo y el romero, observamos que existen diferencias significativas en el contenido de extracto seco, proteína y lactosa, mientras que no influye en los valores de materia grasa, recuento de células somáticas y el punto crioscópico de la leche. En el Queso de Murcia al Vino no se determinan diferencias significativas para los parámetros físicoquímicos y microbiológicos estudiados, sin embargo los resultados del análisis sensorial determinan que el queso mejor valorado era aquel que se obtiene de la suplementación de la dieta de cabras con el subproducto del tomillo. / The province of Murcia is characterized by being largely agrarian, where the manufacture of goat cheese has a very important position in the overall economy of the province. In the last years, many studies have been carried out to develop new cheese varieties or improve cheese quality (new animal or vegetable coagulants, control of cheese syneresis by optical sensors ...). The use of agricultural by-products in animal feed was successfully tested as a strategy to reduce feed costs and also to attempt the need to recycle waste materials which is costly to remove. In Spain the extraction of essential oils from aromatic plants generates high quantity of byproducts that are generally wasted. These residues are of interest to researchers due to their content of polyphenolic compounds, which can be included on the goats and sheep diets with relevant results. Researchers have confirmed a transmission of those phenolic compounds to milk or meat products. Thus, manufacturers can improve products quality and so attempt to consumers demands of healthier and safety products. Based on these results, the first aim of this Thesis was to assess the effect of byproducts introduction in Murciano-Granadina goat’s diet on the characteristics of goat milk and Murcia al Vino cheese, including the effect on cheese’s proteolysis and lipolysis during ripening. The results shown a significant effect in water activity (aw), pH, dry matter and fat content, water soluble nitrogen fractions (WSN), trichloroacetic acid (12% w / v) (TCASN ) and phosphotungstic acid (5% w / v) (PTASN) and also affect the content of free amino acids and free fatty acid content, with the exception of C4:0, C16:0 and C18:0, while different periods of maturation significantly affected dry matter content, and WSN, PTASN and all free amino acids to the amino acid except serine. The inclusion of rosemary byproducts in the diet of goats at two percentages (10% and 20%) shows that a supplementation with 20% significantly reduces the clotting time, dry matter and the lactose content of the milk, decreased the content of C10 and C14, and increased the percentage of C17, C18:2 fatty acids. Supplementation with 10% rosemary byproduct decreased the percentage of C14 and increased C18:2 and the content of polyunsaturated fatty acids. No significant differences were found in the protein content, pH and aw of cheeses for 20% rosemary supplementation byproducts. No significant differences were observed in cheese yield, microbiological counts and sensory parameters, except for the smell between the control and the cheese made from the milk supplemented with a 10%. The second aim was to feed goats with distilled thyme leaves and study its (Thymus zygis subsp gracilis) on the physico-chemical composition, technological properties of pasteurized goat milk and physical chemistry, and the phenolic content, oxidative stability, microbiology, sensory profile and texture of Murcia al Vino goat cheese. The physical and chemical composition of goat milk was significantly affected by the replacement of 7.5% of the basal diet with goat undistilled thyme leaves (increase in fat, protein, dry matter and the PUFA content) while the milk clotting time increased significantly with the introduction of 20% distilled thyme leaves, reducing their technological aptitude. Cheese’s microbiological count, sensory analysis and texture profile were not affected by the introduction of distilled thyme leaves. The introduction of undistilled thyme leaves in goat's diet may lead to an inhibition of lipid oxidation due to the transmission of diet’s phenolic compounds into cheese. The third aim of this Thesis was to evaluate the effect of feeding goats with both supplement types [byproducts of thyme (Thymus zygis sub gracilis) and rosemary (Rosmarinus officinalis spp)] in the physical and chemical composition (dry matter content fat and lactose), freezing point, the somatic cells of pasteurized goat's milk, and the physical and chemical composition, microbiological and sensory analysis of Murcia al Vino cheese. There were found significant differences in milk’s dry matter, protein and lactose content, while there were no significant differences in fat, and somatic cell count freezing point. Not significant differences were found in cheese’s physical-chemical and microbiological parameters.

1. Objetivos: • General: 1. Extender la vida útil de la carne cruda y cocinada de cordero, conservada en condiciones usuales de comercialización al por menor, mediante la suplementación dietética con extractos tipificados de romero compuestos por ácido carnósico y carnosol. • Específicos: 1. Optimizar el método de suplementación de la dieta considerando la época de administración, la proporción de ácido carnósico y carnosol y la dosis de extracto en el pienso. 1.1. Determinar el efecto de la época de administración (gestación, lactación y cebo) sobre la calidad y vida comercial de la carne. 1.2 Determinar el efecto del ratio ácido carnósico/carnosol sobre la calidad y vida comercial de la carne. 1.3 Establecer la dosis conservante mínima efectiva en carne con el objeto de optimizar la relación dosis-efecto de los suplementos ovinos. 2. Metodología: La investigación se realizó en tres fases. En un primer experimento se suministraron 600 mg kg-1 de un extracto de romero (ER) compuesto por ácido carnósico y carnosol (2:1) a la ovejas gestantes y lactantes, y también a los corderos de cebo. En un segundo experimento se suministraron 600 mg kg-1 de un ER enriquecido en carnosol (1:1) sólo a los corderos de cebo. En un tercer experimento se repitió el ensayo anterior reduciendo la dosis de ER 1:1 a 200 y 400 mg kg-1. La carne cruda (lomo) fue envasada en atmósfera protectora (70/30 O2/CO2) y almacenada hasta 21 días en una vitrina a 2 ºC y 800 lx. La carne cocinada (hamburguesas de pierna) fue envasada en aerobiosis hasta 4 días en una vitrina a 2 ºC y 800 lx. El deterioro de la carne se determinó en base a diversos parámetros físico-químicos (pH, color CIELAB, índice TBARS y carbonilos totales), microbiológicos (aerobios mesófilos, psicrófilos, enterobacterias y mohos y levaduras) y sensoriales (apariencia, olor, flavor y textura). 3. Conclusiones: Primera. La suplementación dietética de los corderos ternascos de raza Segureña con extractos tipificados de romero, ricos en ácido carnósico y carnosol, mejora la capacidad conservante endógena de la carne, debido a que inhibe la oxidación y, en menor medida, el deterioro microbiológico de la misma. Segunda. La extensión de dicha suplementación a las ovejas durante la gestación y lactación no mejora la capacidad de conservación de la carne, siendo aconsejable limitar el tratamiento dietético a los corderos de cebo por motivos económicos. Tercera. La carne cruda reforzada con conservantes endógenos de romero es más resistente a la decoloración, a la oxidación lipídica y proteica, y a la proliferación de microorganismos, de modo que su deterioro sensorial es más lento y su tiempo de vida comercial es más prolongado. Cuarta. La ingesta de carnosol es clave para la eficacia antioxidante de este tipo de extractos de romero, ya que al enriquecer el extracto con carnosol se consigue retrasar la oxidación y el enranciamiento de la carne cocinada, lo que a su vez indicaría cierta termorresistencia de los conservantes endógenos asimilados por los ovinos y depositados en el músculo. Quinta. Se recomienda suplementar a los corderos de cebo con al menos 200 mg de extracto enriquecido en carnosol por kilogramo de pienso para mejorar la calidad tecnológica de la carne cruda y aumentar dicha dosis a 600 mg para extender el efecto conservante a la carne cocinada. Sexta. La incorporación a través de la dieta de diterpenos de romero ha resultado ser una estrategia eficaz para mejorar la calidad tecnológica de la carne de cordero sin necesidad de añadir conservantes. / Extending shelf life of lamb meat by dietary supplementation with rosemary extract. PhD student: Rafael Serrano Espada. Thesis advisor: Sancho José Bañón Arias. 1. Objectives: • General: 1. Extending shelf life of raw and cooked lamb meat preserved at retail through dietary supplementation with typified rosemary extracts composed by carnosic acid and carnosol. • Specific: 1. Optimizing the diet supplementation method considering the administration time, the carnosic acid/carnosol ratio and the extract dose in feed. 1.1. Determining the effect of administration time (gestation, lactation and feed) on quality and shelf life of meat. 1.2. Determining the effect of the carnosic acid/carnosol ratio on quality and shelf life of meat. 1.3 Establish the minimum effective dose to preserve meat in order to optimize the dose-effect relationship of sheep supplements. 2. Methodology: The research was divided in three experiments. In a first experiment, pregnant and lactating ewes and lambs were given a feed supplemented with a rosemary extract (RE), consisting of carnosic acid and carnosol (2:1), in a dose of 600 mg per kg feed. In a second experiment, lambs were given a feed supplemented with a RE enriched with carnosol (1:1) in a dose of 600 mg per kg feed. In a third experiment, the previous test was repeated using reduced doses of RE (200 and 400 mg per kg feed). Raw meat (loin) was packaged under modified atmosphere (70/30 O2/CO2) and stored up to 21 days in a display cabinet at 2 ºC and 800 lx. Cooked meat (burger) was packaged aerobically and stored up to 4 days in a display cabinet at 2 ºC and 800 lx. Meat deterioration was determined using physical-chemical parameters (pH, CIELAB colour, TBARS index and total carbonyls), microbiological parameters (total viable counts, total psychrophilic bacteria, Enterobacteriaceae and moulds and yeasts) and sensory parameters (appearance, odour, flavour and texture). 3. Conclusions: First. The dietary supplementation of Segureña lambs with typified rosemary extracts, rich in carnosic acid and carnosol, improves the endogenous preservative capacity of meat due to oxidation inhibition and, in a lesser extent, to microbiological deterioration decrease. Second. The additional supplementation of ewes during gestation and lactation does not improve the preservative capacity of meat, being recommendable to limit the dietary treatment to lambs for economic reasons. Third. Raw meat improved with endogenous preservatives is more resistant against discolouration, lipid and protein oxidation and microorganism proliferation, therefore its sensory deterioration is slower and its shelf life is longer. Fourth. Carnosol intake is key to the antioxidant effectiveness of these rosemary extracts, considering that enrichment of the extract with carnosol retards oxidation and rancidity of cooked meat. This could indicate some thermal resistance in endogenous preservatives assimilated and deposited in sheep´s muscle. Fifth. It is recommended supplementing lambs with at least 200 mg of carnosol enriched extract per kilogram of feed to improve the technological quality of raw meat. To extend the preservative effect to cooked meat that dose must be increased until 600 mg. Sixth. The dietary incorporation of rosemary diterpenes is an effective strategy to improve lamb meat technological quality without the addition of chemical preservatives.

L'objectiu general d'aquesta tesi és desenvolupar un mètode dinàmic de dosificació de productes fitosanitaris que permeti incrementar significativament l'eficiència d'aplicació, reduir les pèrdues i disminuir la variabilitat de les deposicions sense disminuir l'eficàcia de les aplicacions en plantacions fructícoles. El mètode proposat es basa en la caracterització electrònica de les dimensions de la capçada i en dosificar el producte fitosanitari de forma variable, contínua i en temps real. Aquest objectiu s'ha establert a partir de la formulació de tres hipòtesis de partida sustentades en la revisió bibliogràfica i els coneixements previs del grup de recerca en el que s'emmarca aquest treball. La Hipòtesi 1 sosté que les capçades de les explotacions fructícoles intensives actuals de la zona de Lleida i similars presenten una variabilitat dimensional elevada i que aquest fet contribueix a la variabilitat de les deposicions de productes fitosanitaris. La Hipòtesi 2 sosté que és possible implementar un polvoritzador equipat amb la tecnologia necessària per a la dosificació variable contínua en temps real que permeti adaptar la dosi aplicada a les característiques geomètriques de la capçada de la plantació. I la Hipòtesi 3 sosté que un mètode dinàmic de dosificació per a l'aplicació de productes fitosanitaris pot aconseguir aplicacions equivalents o millors que les que es realitzen actualment amb mètodes i equips convencionals en termes d'eficàcia del tractament, d'eficiència d'aplicació, de variabilitat de les deposicions i de respecte pel medi ambient.Una vegada desenvolupat el mètode de dosificació variable, ha estat necessari implementar un prototipus de polvoritzador capaç d'executar-lo en condicions de camp per tal de procedir a la seva validació. La irrupció de l'electrònica en l'agricultura i la seva progressiva implantació des de les darreries del segle passat han permès materialitzar el prototipus emmarcant-lo en el que avui es coneix com a tecnologies de dosificació variable en el context de l'agricultura de precisió. De tots els aspectes que contempla aquesta pràctica, aquesta tesi doctoral s'enquadra en l'agricultura de precisió basada en sensors i en temps real. El prototipus consta d'un sistema per a la caracterització electrònica de la capçada, d'un sistema electrònic de regulació i d'actuadors que possibiliten la dosificació del brou fitosanitari en funció de les seves dimensions.Els resultats obtinguts han validat les tres hipòtesis de partida i han satisfet tant l'objectiu general com els objectius específics plantejats. El sistema per a la caracterització de la capçada ha posat de manifest coeficients de variació d'entre el 30% i el 60% en plantacions de perers i pomers. Els assajos de validació finals han mostrat que hi ha una tendència clara a que els tractaments amb dosificació variable es comportin més favorablement que els tractaments convencionals. L'increment d'eficiència d'aplicació dels vuit tractaments variables analitzats ha estat d'entre l'1,37%, en el cas més desfavorable, i el 57,13%. Les pèrdues totals s'han vist reduïdes entre el 5,13% i el 55,72%. Tanmateix, durant la realització dels assajos i l'anàlisi dels resultats s'han identificat algunes mancances i es proposen una sèrie de millores per tal de solucionar-les. Tot i que el resultat d'aquesta tesi no és d'aplicació comercial immediata, s'ha validat un mètode i una tecnologia que poden representar un avenç vers la innovació i la implantació de la fructicultura de precisió. / El objetivo general de esta tesis es desarrollar un método dinámico de dosificación de productos fitosanitarios que permita incrementar significativamente la eficiencia de aplicación, reducir las pérdidas y disminuir la variabilidad de las deposiciones sin disminuir la eficacia de las aplicaciones en plantaciones frutícolas. El método propuesto se basa en la caracterización electrónica de las dimensiones de la copa y en dosificar el producto fitosanitario de forma variable, continua y en tiempo real. Este objetivo se ha establecido a partir de la formulación de tres hipótesis de partida sustentadas en la revisión bibliográfica y los conocimientos previos del grupo de investigación en el que se enmarca este trabajo. La Hipótesis 1 sostiene que las copas de las explotaciones frutícolas intensivas actuales de la zona de Lleida y similares presentan una variabilidad dimensional elevada y que ello contribuye a la variabilidad de las deposiciones. La Hipótesis 2 sostiene que es posible implementar un pulverizador equipado con la tecnología necesaria para la dosificación variable continua en tiempo real que permita adaptar la dosis aplicada a las características geométricas de las copas de la plantación. Y la Hipótesis 3 sostiene que un método dinámico de dosificación para la aplicación de productos fitosanitarios puede conseguir aplicaciones equivalentes o mejores que las que se realizan actualmente con métodos y equipos convencionales en términos de eficacia del tratamiento, de eficiencia de aplicación, de variabilidad de las deposiciones y de respeto por el medio ambiente.Una vez desarrollado el método de dosificación variable, ha sido necesario implementar un prototipo de pulverizador capaz de ejecutarlo en condiciones de campo para proceder a su validación. La irrupción de la electrónica en la agricultura y su progresiva implantación desde finales del siglo pasado han permitido materializar el prototipo enmarcándolo en lo que hoy se conoce como tecnologías de dosificación variable en el contexto de la agricultura de precisión. De todos los aspectos que contempla esta práctica, esta tesis doctoral se encuadra en la agricultura de precisión basada en sensores y en tiempo real. El prototipo consta de un sistema para la caracterización electrónica de la copa, de un sistema electrónico de regulación y de actuadores que posibilitan la dosificación del caldo fitosanitario en función de sus dimensiones.Los resultados obtenidos han validado las tres hipótesis de partida y han satisfecho tanto el objetivo general como los objetivos específicos planteados. El sistema para la caracterización de la copa ha puesto de manifiesto coeficientes de variación de entre el 30% y el 60% en plantaciones de peras y manzanos. Los ensayos de validación finales han mostrado que hay una tendencia clara a que los tratamientos con dosificación variable se comporten más favorablemente que los tratamientos convencionales. El incremento de eficiencia de aplicación de los ocho tratamientos variables analizados ha sido de entre el 1,37%, en el caso más desfavorable, y el 57,13%. Las pérdidas totales se han visto reducidas entre el 5,13% y el 55,72%. Sin embargo, durante la realización de los ensayos el análisis de los resultados se han identificado algunas carencias y se propone una serie de mejoras para solucionarlas. Aunque el resultado de esta tesis no es de aplicación comercial inmediata, se ha validado un método y una tecnología que pueden representar un avance hacia la innovación y la implantación de la fruticultura de precisión. / The overall objective of this thesis is to develop a dynamic method to dose plant protection products in fruit orchards. This method should significantly increase the application efficiency, reduce losses and decrease the variability of the deposition without reducing the efficacy of applications. The proposed method is based on electronic characterization of canopy dimensions and on variable rate dosage of plant protection products in a continuous and real time mode. This goal has been established from the formulation of three hypotheses grounded in the literature review and in the knowledge of the research group on which this work is framed. Hypothesis 1 holds that canopies of current intensive fruit farms in Lleida and similar areas have a high dimensional variability and that this fact contributes to the variability of deposition of plant protection products. Hypothesis 2 holds that it is possible to implement a sprayer equipped with the proper technology to dose plant protection products in a continuous variable rate and real time manner to adapt the applied dose to the geometric characteristics of trees. Hypothesis 3 holds that applications based on a dynamic method for plant protection products dosage can achieve equivalent or better results than those performed with conventional methods and equipment in terms of efficacy, application efficiency, variability of deposits and respect to the environment.Once a method of variable dosage was developed, it was necessary to implement a prototype sprayer able to execute the variable rate method in field conditions for validation. The advent of electronics in agriculture and its progressive adoption from the end of the last century have made it possible for the prototype to materialize, framing it in what today is known as variable rate technologies in the context of precision agriculture. From all aspects included in that practice, this thesis is focused on the real time sensor-based precision agriculture. The prototype consists of a system for the electronic characterization of the canopy, an electronic system to control the process, and actuators to vary the sprayed flow rate according to canopy dimensions.The results have validated the three hypotheses and have met both the general and the specific objectives. The system for the electronic characterization of canopies has shown coefficients of variation between 30% and 60% in pear and apple orchards. The final validation tests show that there is a clear tendency of variable rate treatments to behave more favourably than conventional applications. The eight variable rate treatments analyzed, showed an increase in application efficiency from 1.37% to 57.13% and a reduction in total losses (to the ground and drift) from 5.13% to 55.72%. However, during the performance of trials and the analysis of the results some defects have been identified and a list of improvements to solve them is proposed. Although the outcome of this thesis is not of immediate commercial application, a method and a technology have been validated that could represent a step towards innovation and implementation in precision horticulture/fructiculture.

En aquest estudi, la toxicitat de diversos metalls pesants i l'arsènic va ser analitzada utilitzant diferents models biològics.En la primera part d'aquest treball, el bioassaig de toxicitat Microtox, el qual està basat en la variació de l'emissió lumínica del bacteri luminiscent Vibrio fischeri, va ser utilitzat per establir les corbes dosi-resposta de diferents elements tòxics com el Zn(II), Pb(II), Cu(II), Hg(II), Ag(I), Co(II), Cd(II), Cr(VI), As(V) i As(III) en solucions aquoses. Els experiments es varen portar a terme a pH 6.0 i 7.0 per tal de mostrar que el pH pot influir en la toxicitat final mesurada d'alguns metalls degut als canvis relacionats amb la seva especiació química. Es varen trobar diferents tipus de corbes dosi-resposta depenent del metall analitzat i el pH del medi. En el cas de l'arsènic, l'efecte del pH en la toxicitat de l'arsenat i l'arsenit es va investigar utilitzant l'assaig Microtox en un rang de pHs comprès entre pH 5.0 i 9.0. Els valors d'EC50 determinats per l'As(V) disminueixen, reflectint un augment de la toxicitat, a mesura que el pH de la solució augmenta mentre que, en el cas de l'As(III), els valors d'EC50 quasi bé no varien entre pH 6.0 i 8.0 i només disminueixen a pH 9.0. HAsO42- i H2AsO3- es varen definir com les espècies més tòxiques. Així mateix, una anàlisi estadística va revelar un efecte antagònic entre les espècies químiques d'arsenat que es troben conjuntament a pH 6.0 i 7.0.D'altra banda, els resultats de dos mètodes estadístics per predir la toxicitat i les possibles interaccions entre el Co(II), Cd(II), Cu(II), Zn(II) i Pb(II) en mescles binàries equitòxiques es varen comparar amb la toxicitat observada sobre el bacteri Vibrio fischeri. L'efecte combinat d'aquests metalls va resultar ser antagònic per les mescles de Co(II)-Cd(II), Cd(II)-Zn(II), Cd(II)-Pb(II) i Cu(II)-Pb(II), sinèrgic per Co(II)-Cu(II) i Zn(II)-Pb(II) i additiu en els altres casos, revelant un patró complex de possibles interaccions. L'efecte sinèrgic de la combinació Co(II)-Cu(II) i la forta disminució de la toxicitat del Pb(II) quan es troba en presència de Cd(II) hauria de merèixer més atenció quan s'estableixen les normatives de seguretat ambiental.La sensibilitat de l'assaig Microtox també va ser determinada. Els valors d'EC20, els quals representen la toxicitat llindar mesurable, varen ser determinats per cada element individualment i es va veure que augmenten de la següent manera: Pb(II) < Ag(I) < Hg(II) &#61627; Cu(II) < Zn(II) < As(V) < Cd(II) &#61627; Co(II) < As(III) < Cr(VI). Aquests valors es varen comparar amb les concentracions permeses en aigues residuals industrials establertes per la normativa oficial de Catalunya (Espanya). L'assaig Microtox va resultar ser suficientment sensible per detectar els elements assajats respecte a les normes oficials referents al control de la contaminació, excepte en el cas del cadmi, mercuri, arsenat, arsenit i cromat. En la segona part d'aquest treball, com a resultats complementaris dels resultats previs obtinguts utilitzant l'assaig de toxicitat aguda Microtox, els efectes crònics del Cd(II), Cr(VI) i As(V) es varen analitzar sobre la taxa de creixement i la viabilitat en el mateix model biològic. Sorprenentment, aquests productes químics nocius varen resultar ser poc tòxics per aquest bacteri quan es mesura el seu efecte després de temps d'exposició llargs. Tot i això, en el cas del Cr(VI), l'assaig d'inhibició de la viabilitat va resultar ser més sensible que l'assaig de toxicitat aguda Microtox. Així mateix, també va ser possible observar un clar fenomen d'hormesis, especialment en el cas del Cd(II), quan s'utilitza l'assaig d'inhibició de la viabilitat. A més a més, diversos experiments es varen portar a terme per intentar explicar la manca de toxicitat de Cr(VI) mostrada pel bacteri Vibrio fischeri. La resistència mostrada per aquest bacteri podria ser atribuïda a la capacitat d'aquest bacteri de convertir el Cr(VI) a la forma menys tòxica de Cr(III). Es va trobar que aquesta capacitat de reducció depèn de la composició del medi de cultiu, de la concentració inicial de Cr(VI), del temps d'incubació i de la presència d'una font de carboni. En la tercera part d'aquest treball, la línia cel·lular humana HT29 i cultius primaris de cèl·lules sanguínies de Sparus sarba es varen utilitzar in vitro per detectar la toxicitat llindar de metalls mesurant la sobreexpressió de proteines d'estrès. Extractes de fangs precedents de diverses plantes de tractament d'aigues residuals i diferents metalls, individualment o en combinació, es varen analitzar sobre cultius cel·lulars humans per avaluar el seu efecte sobre la taxa de creixement i la capacitat d'induir la síntesi de les proteïnes Hsp72 relacionades amb l'estrès cel·lular. No es varen trobar efectes adversos significatius quan els components s'analitzen individualment. Nogensmenys, quan es troben conjuntament, es produeix un afecte advers sobre tan la taxa de creixement com en l'expressió de proteins d'estrès. D'altra banda, cèl·lules sanguínies procedents de Sparus sarba es varen exposar in vitro a diferents concentracions de cadmi, plom i crom. La proteïna d'estrès HSP70 es va sobreexpressar significativament després de l'exposició a concentracions tan febles com 0.1 &#61549;M. Sota les nostres condicions de treball, no es va evidenciar una sobreexpressió de metal·lotioneïnes. Nogensmenys, les cèl·lules sanguínies de peix varen resultar ser un model biològic interessant per a ser utilitzat en anàlisis de toxicitat. Ambdós models biològics varen resultar ser molt adequats per a detectar acuradament la toxicitat produïda per metalls. En general, l'avaluació de la toxicitat basada en l'anàlisi de la sobreexpressió de proteïnes d'estrès és més sensible que l'avaluació de la toxicitat realitzada a nivell d'organisme.A partir dels resultats obtinguts, podem concloure que una bateria de bioassaigs és realment necessària per avaluar acuradament la toxicitat de metalls ja que existeixen grans variacions entre els valors de toxicitat obtinguts emprant diferents organismes i molts factors ambientals poden influir i modificar els resultats obtinguts. / In this study, the toxicity of some metals and arsenic was investigated using three different biological models. In the first part of this work, the Microtox® bioassay, which is based on variation in light emission by Vibrio fischeri luminescent bacteria, was used to establish dose-response curves for several toxic elements, namely, Zn(II), Pb(II), Cu(II), Hg(II), Ag(I), Co(II), Cd(II), Cr(VI), As(V), and As(III), in aqueous solutions. Experiments were carried out at either pH 6.0 or pH 7.0 to indicate that pH may influence the measured toxicity of some elements due to pH-related changes in their chemical speciation. Different types of dose-response curves were found depending on the analyzed metal and pH. In the case of arsenic, effect of pH on either arsenate or arsenite toxicity, was investigated using the Microtox® bioassay within a 5.0 - 9.0 pH range. EC50 values for As(V) were found to decrease, reflecting an increase in toxicity, as pH became basic, whereas in the case of As(III), EC50 values were almost unchanged within a 6.0 - 8.0 pH range and lowered at pH 9.0 only. HAsO42- and H2AsO3- were found to be the most toxic species. A statistical approach revealed an antagonistic effect between the arsenate chemical species found in combination at pH 6.0 or 7.0.On the other hand, results from two mathematical approaches to predict the toxicity of all the possible binary equitoxic mixtures of Co(II), Cd(II), Cu(II), Zn(II), and Pb(II) were compared to the observed toxicity of these mixtures to Vibrio fischeri bacteria. Combined effect of the metals was found to be antagonistic for Co(II)-Cd(II), Cd(II)-Zn(II), Cd(II)-Pb(II), and Cu(II)-Pb(II), synergistic for Co(II)-Cu(II) and Zn(II)-Pb(II) and merely additive in other cases, revealing a complex pattern of possible interactions. The synergistic effect of the Co(II)-Cu(II) combination and the strong decrease of Pb(II) toxicity when in the presence of Cd(II) should deserve much attention when establishing environmental safety regulations. Microtox bioassay sensitivity was also analyzed. EC20 values, which represent a measurable threshold of toxicity, were determined for each element individually and were found to rank as Pb(II) < Ag(I) < Hg(II) &#61627; Cu(II) < Zn(II) < As(V) < Cd(II) &#61627; Co(II) < As(III) < Cr(VI). These values were compared to the concentration levels allowed in industrial wastewater according to the official regulations in Catalonia (Spain). It appears that the Microtox® test is sensitive enough to detect the tested elements with respect to official regulations dealing with pollution control, with the exception of cadmium, mercury, arsenate, arsenite and chromate.In the second part of this work, as a complement to previous results obtained using the standard Microtox® acute toxicity test, the long-term effects of Cd(II), Cr(VI), and As(V) were studied on growth rate and viability of the same biological model. Surprisingly, these poisonous chemicals were found not to be very toxic to these bacteria when measuring their effect on viability or growth after long periods of exposure. Nevertheless, in the case of Cr(VI), the inhibition viability assay resulted to be more sensitive than the Microtox acute toxicity test was. Interestingly, it was possible to observe a clear hormesis phenomenon, especially for Cd(II), under the conditions of the viability assay. In addition, several experiments were performed as an attempt to explain the lack of Cr(VI) toxicity shown by Vibrio fischeri bacteria. The resistance shown by Vibrio fischeri bacteria could be attributed to the capacity of the bacteria to convert Cr(VI) ions into less toxic Cr(III) ions. This capacity of reduction was found to depend on culture medium composition, initial concentration of chromium, incubation time, and the presence of a carbon source. In the third part of this work, the HT29 human cell line and primary cultures of Sparus sarba blood cells were used in vitro to detect metal toxicity thresholds by measuring the overexpression of stress proteins. Sludge extracts from several wastewater treatment plants and metals, individually or in combination, were tested on human cultured cells for evaluating their ability to affect the growth rate and trigger a synthesis of the stress-related HSP72i proteins. No significant adverse effects were found when given individually. When given in combination, they were however found to affect both cell growth and stress proteins expression. On the other hand, blood cells freshly collected from Sparus sarba were exposed in vitro to different concentrations of cadmium, lead or chromium(VI). HSP70 stress protein was significantly overexpressed after exposure to a metal concentration as low as 0.1 µM. Under our experimental conditions, no overexpression of metallothioneins was evidenced. Nevertheless, fish blood cells appear as an interesting biological model for experimental toxicology.Both biological models were found convenient to detect toxicity produced by metals. In general, evaluation of toxicity based on stress proteins overexpression was found to be more sensitive than evaluation of toxicity performed at the organism level.Based on the results, it can be concluded that a battery of bioassays is necessary to accurately evaluate toxicity of metals since important variations between different organisms can be found and a lot of environmental factors may influence as well as modify the obtained results.

El Nitrogen (N) és l'element mineral al que s'ha vingut prestant major atenció en la gestió de la fertilització de la majoria dels sistemes agrícolas. La complexitat del seu cicle i la forma d’aplicació als diferents tipus de maneig dels cultius dificulten la planificació de la seva disponibilitat per a les plantes. D’altra banda, aplicacions excessives o inadequades poden provocar problemes mediambientals i una menor rendibilitat econòmica. En el cas de blat de moro (Zea mays L.), espècie particularment exigent en N, és important sincronitzar les aportacions i la disponibilitat de N en el sòl amb les demandes per part de la planta. A les Zones Vulnerables, el control de les seves aportacions és escencial. Es coneixen bé els efectes positius de les rotacions de cultius. Més concretament, els beneficis de l'alfals (Medicago sativa L.) sobre els cultius següents estan relacionats principalment amb la capacitat de les lleguminoses de fixar el N2 atmosfèric. Una de les maneres d'avaluar l'aportació en N de l'alfals és calculant el seu Valor de Substitució de Fertilitzant Nitrogenat (N-FRV). En aquesta tesi s'estudia l'efecte de l'alfals en el blat de moro i, posteriorment, el blat (Triticum aestivum L.) en una rotació Alfals-Panís-Blat. D’altra banda s'estudia l'efecte de l'abonat nitrogenat en un monocultiu de panís durant tres anys consecutius a la mateixa parcel·la. L'assaig es va dur a terme els anys 1994-1997 a Torregrossa (als regadius del Canal d’Urgell-Lleida). Durant tres campanyes consecutives, es van assajar quatre dosis de fertilitzant N (0, 100, 200, 300 kg N ha-1) en panís, cv. Juanita. Aquests tres anys de monocultiu s'estudien en el Capítol I. Durant els dos primers anys, simultàniament, es va conrear alfals a la meitat de cada repetició. El tercer any es va substituir l'alfals per blat de moro, assajant les mateixes dosis de fertilitzant que en el monocultiu. El panís en rotació amb l'alfals es va poder comparar així amb el panís d’un tercer any de monocultiu. El quart any, es va sembrar blat, cv. Cartaya, a totes les parcel·les i es van assajar dues dosis de N (0 i 100 kg N ha-1). Aquí es va poder comparar la rotació Alfals-Panís-Blat amb el Panís-Panís-Panís-Blat. Aquests dos últims anys són els quals s'estudien en els Capítols II i III. El Capítol II proposa un N-FRV de l'alfals per als dos cultius següents en els regadius de la Vall de l'Ebre mentre que al Capítol III s'estudia la repercussió que té l'alfals en els cultius següents i a les condicions de producció. A tots els cicles productius es va determinar el contingut en nitrats en el sòl en tres moments de cada cicle. En el blat de moro, es va determinar el rendiment de gra i els seus components, la biomassa produïda en floració i final, l'alçada de la planta, el LAI i el PARi, el contingut en clorofil·la de les fulles, el contingut en nitrats en la base de la tija i el contingut en N del gra i de la planta. Simultàniament es va fer un seguiment del contingut en nitrats de l'aigua de reg i la solució del sòl i del contingut en matèria orgànica. En el blat es va determinar el rendiment de gra i els seus components, la biomassa en encanyat i final i el contingut en N del gra. Al monocultiu de panís, el rendiment de gra i el creixement de la planta es van veure condicionats pel nivell inicial de nitrats en el sòl, la dosi d'adobat i la quantitat de nitrats aportats per l'aigua de reg. El rendiment en gra es va ajustar al model lineal-plateau en 1994 i 1995 i al model quadràtic-plateau en 1996. Els rendiments màxims, 10,2 Mg ha-1 en 1994, 13,1 Mg ha-1 en 1995 y 14,3 Mg ha-1 en 1996, es van obtenir amb una dosis de 100 kg ha-1 en 1994 i 1995 i 200 kg ha-1 en 1996. Amb dosis superiors, el blat de moro va seguir absorbint N i aquest es va acumular primer en el gra. El Valor de Substitució de N (N-FRV) d'un alfals de dos anys a les condicions de l'assaig es va avaluar en 160 kg ha-1 per a un primer cultiu de panís després de l'alfals. Per al cultiu següent de blat, va ser de 76 kg ha-1. L'efecte de l'alfals va repercutir en el contingut en nitrats del sòl, el rendiment de blat de moro (14,7 Mg ha-1 a la rotació i 11,9 Mg ha-1 al monocultiu), la biomassa final, l’alçada i les extraccions de N. En el blat següent va repercutir en el contingut en nitrats del sòl, el rendiment (6,4 Mg ha-1 després de l’alfals i 5,2 Mg ha-1 després del monocultiu), el contingut de N del gra i la biomassa fins a encanyat. Es proposen unes pautes per a determinar la necessitat de fertilitzant N en un panís després de l'alfals. / El Nitrógeno (N) es el elemento mineral al que se ha venido prestando mayor atención en la gestión de la fertilización de la mayoría de los sistemas agrícolas. La complejidad de su ciclo y la forma de aplicación en los distintos tipos de manejo de los cultivos dificultan la planificación de su disponibilidad para las plantas. Por otra parte, aplicaciones excesivas o inadecuadas pueden provocar problemas medioambientales y una menor rentabilidad económica. En el caso de maíz (Zea mays L.), especie particularmente exigente en N, es importante sincronizar las aportaciones y la disponibilidad de N en el suelo con las demandas por parte de la planta. En las Zonas Vulnerables, el control de sus aportaciones es esencial. Son conocidos los efectos positivos de las rotaciones de cultivos. Más concretamente, los beneficios de la alfalfa (Medicago sativa L.) sobre los cultivos siguientes están relacionados principalmente con la capacidad de las leguminosas de fijar el N2 atmosférico. Una de las maneras de evaluar la aportación en N de la alfalfa es calculando su Valor de Sustitución de Fertilizante Nitrogenado (N-FRV). En esta tesis trabajo se estudia: a) el efecto de la alfalfa en el maíz y, posteriormente, el efecto en el trigo (Triticum aestivum L.) en una rotación Alfalfa-Maíz-Trigo; b) el efecto del abonado nitrogenado en un monocultivo de maíz durante tres años consecutivos en la misma parcela. El ensayo se llevó a cabo los años 1994-1997 en Torregrossa (regadíos del Canal d’Urgell-Lleida). Durante tres campañas consecutivas, se ensayaron cuatro dosis de fertilizante N (0, 100, 200, 300 kg N ha-1) en maíz, cv. Juanita. Estos tres años de monocultivo se estudian en el Capítulo I. Durante los dos primeros años, simultáneamente, se cultivó alfalfa cv. Aragón en la mitad de cada repetición. El tercer año se sustituyó la alfalfa por maíz, ensayando las mismas dosis de fertilizante que en el monocultivo. El maíz en rotación con la alfalfa se pudo comparar así con el maíz en un tercer año de monocultivo. El cuarto año, se sembró trigo, cv. Cartaya, en todas las parcelas y se ensayaron dos dosis de N (0 y 100 kg N ha-1). Aquí se pudo comparar la rotación Alfalfa-Maíz-Trigo con el Maíz-Maíz-Maíz-Trigo. Estos dos últimos años son los que se estudian en los Capítulos II y III. El Capítulo II propone un N-FRV de la alfalfa para los dos cultivos siguientes en los regadíos del Valle medio del Ebro mientras que en el Capítulo III se estudia la repercusión que tiene la alfalfa en los cultivos siguientes y en las condiciones de producción. En todos los ciclos productivos se determinó el contenido en nitratos en el suelo en tres momentos de cada ciclo. En el maíz, se determinó el rendimiento de grano y sus componentes, la biomasa producida en floración y final, la altura de la planta, el LAI y el PARi, el contenido en clorofila de las hojas, el contenido en nitratos en la base del tallo y el contenido en N del grano y de la planta. Simultáneamente se hizo un seguimiento del contenido en nitratos del agua de riego y la solución del suelo y del contenido en materia orgánica. En el trigo se determinó el rendimiento de grano y sus componentes, la biomasa en encañado y final y el contenido en N del grano. En el monocultivo de maíz, el rendimiento de grano y el crecimiento de la planta se vieron condicionados por el nivel inicial de nitratos en el suelo, la dosis de abonado y la cantidad de nitratos aportados por el agua de riego. El rendimiento en grano se ajustó al modelo lineal-meseta en 1994 y 1995 y al modelo cuadrático-meseta en 1996. Los rendimientos máximos, 10,2 Mg ha-1 en 1994, 13,1 Mg ha-1 en 1995 y 14,3 Mg ha-1 en 1996 se obtuvieron con una dosis de 100 kg ha-1 en 1994 y 1995 y 200 kg ha-1 en 1996. Con dosis superiores, el maíz siguió absorbiendo N y este se acumuló primero en el grano. El Valor de Sustitución de N (N-FRV) de una alfalfa de dos años en las condiciones del ensayo se evaluó en 160 kg ha-1 para un primer cultivo de maíz después de la alfalfa. Para el cultivo siguiente de trigo, fue de 76 kg ha-1. El efecto de la alfalfa repercutió en el contenido en nitratos del suelo, en el rendimiento de maíz (14,7 Mg ha-1 en la rotación y 11,9 Mg ha-1 en el monocultivo), la biomasa final, la altura de la planta y las extracciones de N. En el trigo siguiente repercutió en el contenido en nitratos del suelo, el rendimiento (6,4 Mg ha-1 tras la alfalfa y 5,2 Mg ha-1 tras el monocultivo), el contenido de N del grano y la biomasa hasta el encañado. Se proponen unas pautas para determinar la necesidad de fertilizante N en un maíz después de la alfalfa. / In agricultural systems, nitrogen (N) has always been the fertilizer element with an outstanding role. The complexity of its cycle and the different crop management systems difficult the planification of its availability for the plants. On the other hand, excessive or inadequate N applications can produce environmental problems and a lowest economic profitability. In the case of corn (Zea Mays L.), a particularly N demanding crop, it is important to synchronize contributions and N availability in the soil with plant demands. In the N Vulnerable Areas, contribution control become essential. The positive effects of the rotations of cultures are well known. To be more specific, benefits of the alfalfa (Medicago sativa L.) on the following crops are related principally to the ability of leguminous plants to fix atmospheric N2. One way to evaluate alfalfa’s N contribution is calculating its Nitrogen- Fertilizer Replacement Value (N-FRV). This thesis studies the effect of alfalfa in the corn and, later, in the wheat (Triticum aestivum L.) in a rotation Alfalfa-Corn-Wheat. Simultaneously, the effect of the N fertilizer is studied in a monoculture corn for three consecutive years in the same plot. The study was carried out between 1994 and 1997 in Torregrossa (irrigated area of Canal d'Urgell- Lleida-Spain). During three consecutive years, four doses of N fertilizer were applied (0, 100, 200, 300 kg N ha-1) in corn, cv. Juanita. These three years of monoculture are studied in Chapter I. During the first two years, simultaneously, alfalfa was cropped in half part of the block. The third year, alfalfa was replaced with corn, testing the same doses of fertilizer as in the monoculture. Then, corn in rotation with alfalfa could be compared with the corn in the third year of monoculture. The fourth year wheat, cv. Cartaya, was sowed in all the plots and two doses of N (0 and 100 kg N ha-1) were applied. Here, it was possible to compare the rotation Alfalfa-Corn-Wheat with the Corn-Corn-Corn-Wheat. These two last crops are studied in the Chapters II and III. In Chapter II a N-FRV of the alfalfa for two following crops in the irrigated area of the Ebro Valley is suggested. In Chapter III effects of alfalfa on the following crops and on the production conditions are studied. Every crop, the nitrate content in soil at three moments of the production period was determined. In corn, grain yield and its components, flowering and final biomass, height of plant, LAI and PARi, chlorophyll content in leaves, nitrate content in the base of the stem and N content in grain and plant were determined. Finally, nitrate content in the irrigation water and soil solution and organic matter content were followed. In wheat, grain yield and its components, stem elongation and final biomass and grain N content were measured. In monoculture, corn yield and plant growth were conditioned by initial level of nitrates in the soil, by N fertilizer amount and by nitrates contribution from irrigation water. Grain yield adjust to linear-plateau model in 1994 and 1995 and to quadratic-plateau model in 1996. Maximum yields, 10,2 Mg ha-1 in 1994, 13,1 Mg ha-1 in 1995 and 14,3 Mg ha-1 in 1996, were obtained with 100 kg ha-1 in 1994 and 1995 and with 200 kg ha-1 in 1996. With higher doses, corn kept on absorbing N that was accumulated firstly in the grain. The N-Fertilizer Replacement Value (N-FRV) of an alfalfa of two years in the conditions of the trial was evaluated in 160 kg N ha-1 for the first corn after alfalfa. For the following wheat crop, it was 76 kg N ha-1. The effect of the alfalfa affected nitrate soil content, corn yield (14,7 Mg ha-1 in la rotation and 11,9 Mg ha-1 in monoculture), final biomass and N extractions. In the following wheat, alfalfa affected soil content, yield (6,4 Mg ha-1 after alfalfa and 5,2 Mg ha-1 after the monoculture), grain N content and biomass accumulated until stem elongation. Some rules to determine N fertilizer N needs in a corn after the alfalfa are suggested.

Aquesta tesi tracta sobre l'efecte de la contaminació per cru de petroli sobre l'ecosistema costaner mediterrani i sobre el paper fonamental dels sediments marins en la regulació i el manteniment dels processos biogeoquímics. L'estudi presta especial atenció a les comunitats bacterianes reductores de sulfat i la seva implicació en la degradació de contaminants orgànics. La diversitat, abundància i fisiologia dels bacteris reductors de sulfat que habiten el sediment arenós del nord de Mallorca (Illes Balears), van ser analitzades mitjançant un enfocament polifàsic, basat en la combinació d'experiments in situ i in vitro, biologia molecular clàssica i d’última generació, cultius i determinació d'activitats metabòliques. Els resultats obtinguts durant aquesta tesi demostren que el sediment mediterrani alberga una microbiota autòctona que podria prosperar després d'un vessament de cru de petroli i el paper de la qual podria ser crucial per a la transformació i l'eliminació de compostos orgànics xenobiòtics en aquest ambient. / Esta tesis trata sobre el efecto de la contaminación por crudo de petróleo en el ecosistema costero mediterráneo y sobre el papel fundamental de los sedimentos marinos en la regulación y el mantenimiento de los procesos biogeoquímicos. El estudio presta especial atención a las comunidades bacterianas reductoras de sulfato y a su implicación en la degradación de contaminantes orgánicos. La diversidad, abundancia y fisiología de las bacterias reductoras de sulfato que habitan el sedimento arenoso del norte de Mallorca (Islas Baleares), fueron analizadas mediante un enfoque polifásico, basado en la combinación de experimentos in situ e in vitro, biología molecular clásica y de última generación, cultivos y determinación de actividades metabólicas. Los resultados obtenidos durante esta tesis demuestran que el sedimento mediterráneo alberga una microbiota autóctona que podría prosperar después de un derrame de crudo de petróleo y cuyo papel podría ser crucial para la transformación y la eliminación de compuestos orgánicos xenobióticos en este ambiente. / This thesis discusses the fate and behave of crude oil contamination in the Mediterranean coastal ecosystem, and the essential role of the marine sediments in the regulation and maintenance of biogeochemical processes. The study pays particular attention to the role of sulphate reducing bacterial communities in the degradation of organic matter and pollutants entering the Mediterranean environment. A polyphasic approach based in the combination of in situ and in vitro experiments, next generation and classical molecular biology, cultivation, and the determination of metabolic activities, provided first insights into the diversity, abundance and physiology of sulphate reducing bacteria inhabiting the undisturbed sandy sediment at the north of Mallorca (Balearic Islands). The results obtained during the thesis demonstrate that the undisturbed Mediterranean sediment harbours an autochthonous microbiota that could prosper after a crude oil spill and which role might be crucial for the transformation and removal of hazardous organic compounds in this environment.

Otic neuronal precursors are specified in the otic placode but interestingly do so only in the anterior domain of the otic placode, the proneural domain. In the present study, we have explored why only this territory has the competence to undergo neurogenesis, this means the early events of otic proneural regionalization and neural commitment. The proneural and non-neural domains presented complementary gene expression patterns of transcription factors and members of the Notch pathway. Overall, we propose that proneural character is acquired in the anterior territory by the action of localized ectodermal FGF8-FGF10 signaling that enhances Sox3 function. FGF signals through Sox3 activity would be essential for the specification of the proneural domain versus a non-neural territory, while Notch would be involved in refining this early regionalization. / Els precursors neurals de la oïda són especificats dins un subdomini de la placoda acústica, el domini proneural. En aquesta tesis doctoral, s'ha explorat la raó per la qual la competència neural només és adquirida en aquest subdomini. Els dominis neural i no-neural del territori presenten dominis d'expressió genètica complementaris. Aquest treball proposa que el caràcter proneural és adquirit en el subdomini anterior del territori per l'acció de FGF8 i FGF10 localitzats en l�ectoderm �tic que promouen l�acci� de Sox3. De manera que, les senyals FGF i l�activitat Sox3 s�n essencials per l�especificaci� del domini proneural, mentre que la via Notch �s necess�ria per refinar la regionalitzaci� final entre un domini neural complementari a un domini no-neural.