The oriental fruit moth, Grapholita molesta, is one of the main pests of peach trees worldwide. It is conThe oriental fruit moth, Grapholita molesta, is one of the main pests of peach trees worldwide. Plant volatiles are a promising technique to attract G. molesta under mating disruption conditions. In my thesis I have characterized the response of olfactory receptor neurons (ORN) to pheromone and plant odors by means of single-sensillum electrophisiology. I then used this information to determine that a previously reported pheromone-plant synergism does not result from pheromone-plant interactions at the ORN level. I have compared several plant volatile blends previously tested in Australia and China, and have found that none of them attracted moths in the field, but they synergized pheromone responses in the laboratory. Finally, I investigated the role of plant blends and alcohols on the response to unnatural pheromone blend ratios or overdosed pheromone concentrations. With these studies we hopefully advanced on basic and applied aspects of the olfactory neuroethology of this species. / Grapholita molesta es una de las principales plagas del melocotonero. Los volátiles de planta son una técnica prometedora para atraer G. molesta en condiciones de confusión sexual. En mi tesis he caracterizado la respuesta de las neuronas receptoras olfativas (ORN) a la feromona y volátiles de planta mediante registros de sensila única. Después determiné que el sinergismo entre volátiles de planta y feromona previamente publicado no ocurre a nivel de la ORN. Más adelante he comparado volátiles de planta que en estudios anteriores en China y en Australia habían dado buenos resultados pero en mi caso no hubo respuestas en campo, aunque en el túnel de vuelo sí que aumentaron la respuesta a la feromona. Finalmente he explorado el papel de volátiles de planta y alcoholes en la respuesta a mezclas subóptimas de feromona. Con estos resultados espero haber contribuido al conocimiento de la neuretología olfativa de esta plaga. / Grapholita molesta és una de les principals plagues del presseguer. Els volàtils de planta són una tècnica prometedora per atreure G. molesta en condicions de confusió sexual. En la meva tesi he caracteritzat la resposta de les neurones receptores olfactòries (ORN) a la feromona i volàtils de planta mitjançant registres de sensila única. Després vaig determinar que el sinergismo entre volàtils de planta i feromona prèviament publicat no ocorre a nivell de la ORN. Més endavant he comparat volàtils de planta que en estudis anteriors a Xina i a Austràlia havien dau bons resultats però en el meu cas no va haver-hi respostes en camp, encara que en el túnel de vol sí que van augmentar la resposta a la feromona. Finalment he explorat el paper de volàtils de planta i alcohols en la resposta a mescles subóptimas de feromona. Amb aquests resultats espero haver contribuït al coneixement de la neuretología olfactòria d'aquesta plaga.trolled with sex pheromones (mating disrupton) and insecticide applications. Under mating disruption conditions it is difficult to monitor the pest and to evaluate the control methods. Plant volatiles are a promising technique to attract G. molesta under mating disruption conditions. In addition plant volatiles could attract females, while the sex pheromone only attracts males.

Many evolutionary processes are influenced by spatio-temporal environmental variation, including speciation, genetic divergence among populations, and evolutionary change in physiology, morphology and behaviour. However, despite the extensive environmental data available from Geographic Information Systems (GIS) most evolutionary biologists and conservationists have not taken advantage of this data until recently. The general objective of this thesis was to integrate and expand the use of geospatial methods in evolutionary biology (biogeography, phylogeography and systematics) and conservation research. This general objective was accomplished through three specific objectives spread over six chapters, which compromised both methodological developments and their application in a series of case studies on Western Palearctic herpetofauna. This thesis explored and successfully used a number of promising new geospatial methods in combination with more traditional molecular analyses. Such integrative approaches will ultimately allow us to better consider and examine the range of potential histories underlying both inter and intraspecific divergence patterns. / Molts processos evolutius estan influïts per variació ambiental-, incloent l’especiació, espai-temporal, divergència genètica entre poblacions, així com el canvi evolutiu en fisiologia, morfologia i comportament. No obstant això, malgrat l'àmplia quantitat de dades ambientals disponibles en els Sistemes d'Informació Geogràfica (SIG), la majoria dels biòlegs i conservacionistes no han aprofitat aquestes dades fins fa poc. L'objectiu general d'aquesta tesi és integrar i ampliar l'ús de mètodes geoespacials en biologia evolutiva (biogeografia, filogeografia i sistemàtica) i recerca de conservació. Aquest objectiu general es va aconseguir a través de tres objectius específics dividits en 6 capítols, els quals inclouen tant un desenvolupament metodològic i la seva aplicació en una sèrie de casos d'estudi espaciotemporals de herpetofauna paleárctica occidental. Aquesta tesi explora i utilitza de manera reeixida nous mètodes geoespacials en combinació amb anàlisis moleculars tradicionals. Aquests enfocament combinats ens permeten avaluar i examinar de millor manera les diverses possibles històries que hi ha al darrere patrons divergents inter i intraespecífics. / Muchos procesos evolutivos están influidos por variación ambiental espaciotemporal, incluyendo la especiación, divergencia genética entre poblaciones, así como el cambio evolutivo en fisiología, morfología y comportamiento. Sin embargo, a pesar de la amplia cantidad de datos ambientales disponibles en los Sistemas de Información Geográfica (SIG), la mayoría de los biólogos y conservacionistas no han aprovechado estos datos sino hasta hace poco. El objetivo general de esta tesis es integrar y ampliar el uso de métodos geoespaciales en biología evolutiva (biogeografía, filogeografía y sistemática) e investigación de conservación. Este objetivo general se logró a través de tres objetivos específicos divididos en 6 capítulos, los cuales incluyen tanto un desarrollo metodológico y su aplicación en una serie de casos de estudio espaciotemporales de herpetofauna paleárctica occidental. Esta tesis explora y utiliza de manera éxitosa nuevos métodos geoespaciales en combinación con análisis moleculares tradicionales. Estos enfoque combinados nos permiten evaluar y examinar de mejor manera las diversas posibles historias que subyacen en patrones divergentes inter e intraespecíficos.

La febre Q és una zoonosis re-emergent endèmica mundialment, causada per Coxiella burnetii, un bacil Gram negatiu intracel.lular. Els remugants domèstics són el reservori principal per als humans. La infecció és principalment asimtomàtica en boví, però se l’ha relacionat amb desordres reproductius. L’objectiu d’aquesta tesis ha estat proporcionar informació per millorar el seu control a les explotacions bovines. S’han estudiat la serologia, els patrons d’excreció de C. burnetii i la seua relació amb el rendiment reproductiu de les vaques lleteres. A més, s’ha evaluat la bioseguretat d’una vacuna inactivada contra C. burnetii fase I aplicada en vaques gestants i la seua capacitat per millorar el rendiment reproductiu. Les conclusions són que no s’han detectat anticossos precalostrals en vedells de mares infectades, l’excreció i la seropositivitat no es relacionen negativament amb el rendiment reproductiu i que la vacunació de vaques en gestació avançada no redueix l’excreció però millora el rendiment reproductiu. / La fiebre Q es una zoonosis re-emergente endémica mundialmente, causada por Coxiella burnetii, un bacilo Gram negativo intracelular. Los rumiantes domésticos son el reservorio principal para los humanos. La infección es principalmente asintomática en bovino, pero se la ha relacionado con desórdenes reproductivos. El objetivo de esta tesis fue proporcionar información para mejorar su control en las explotaciones bovinas. Se estudiaron la serología, los patrones de excreción de C. burnetii y su relación con el rendimiento reproductivo de las vacas lecheras. Además, se evaluó la bioseguridad de una vacuna inactivada contra C. burnetii fase I aplicada en vacas gestantes y su capacidad para mejorar el rendimiento reproductivo. Las conclusiones son que no se detectaron anticuerpos precalostrales en terneros de madres infectadas, excreción y seropositividad no se relacionaron negativamente con el rendimiento reproductivo y que la vacunación de vacas en gestación avanzada no reduce la excreción pero mejora el rendimiento reproductivo. / Q fever is a worldwide re-emerging zoonosis caused by an intracellular Gram negative bacillus, Coxiella burnetti. Domestic ruminants are the main reservoir to humans. Despite the infection is mainly asymptomatic in cattle, is has been linked with reproductive disorders. Therefore, the aim of this thesis was to provide information about C. burnetii infection to improve its control in dairy herds. A study of serological profiles, shedding patterns and its relationship with reproductive performance has been performed. In addition, a C. burnetii inactivated phase I vaccine has been tested evaluating the biosafety for use in pregnant cows and in assessing its ability to improve reproductive performance in dairy herds. The results indicate no detectable precolostral antibody response in calves born from infected dams, seropositivity and shedding are not related to reproductive disorders and vaccination of advanced pregnant cows was not able to reduce bacterial shedding but improves reproductive performance.

Se ha realizado un estudio de la competencia ejercida entre margall (Lolium rigidum Gaud.)y cebada (Hordeum vulgäre L.) en condiciones de cultivo mediterráneas. Se realizaron tresensayos en Lleida durante el periodo 1992/1995 y uno en Wongan Hills (Australia Occidental)durante el año 1995. En cada ensayo se sembraron un rango diferente de densidades de cebaday margall con el objetivo de estudiar la influencia de la densidad del cultivo sobre el crecimientoy el desarrollo del margall y estudiar la influencia de la mala hierba sobre el rendimiento y losparámetros del rendimiento de la cebada.El aumento de la densidad de siembra de cebada permitió reducir de forma considerable eldesarrollo y la capacidad reproductiva de L rigidum. En el ensayo de la campaña 92/93 se observóque al aumentar la densidad de cebada de O a 400 plantas/m2 se producía una disminución de labiomasa de la mala hierba del 85 %, del número de espigas del 80 %, del número de semillas del60 % y del peso de 1000 semillas del 40 %. En el ensayo 93/94 se observó una disminución debiomasa del 49 % al aumentar la densidad de cebada de 75 a 300 kg/ha y en la 94/95 del 23 % alaumentarla de 75 a 150 kg/ha. En Australia se consiguió una reducción del 70 % en la biomasay el número de espigas de L rigidum al aumentar la densidad de siembra del cultivo de 25 a 200kg/ha.En la campaña 1993/94 realizada en Lleida no se detectó ningún efecto de competencia delmargall sobre la cebada, atribuyéndose al hecho de que durante toda esa campaña hubo un elevadodéficit de agua en el suelo que Junto a una germinación tardía del margall, hicieron que éste semostrara menos competitivo. En la campaña siguiente, en cambio, se observó una pérdida derendimiento semejante en todas las densidades de la cebada y que fue ajustada a un modelo de tipolineal. Una densidad de 1000 plantas/m2 de L. rigidum provocaron unas pérdidas del 36 % en laproducción de cebada. La competencia se produjo esencialmente en un período temprano de lacampaña, pues el único componente del rendimiento afectado fue el número de espigas por m2delcultivo (entre un 26 y un 33 % de reducción).En la campaña 1995 realizada en Wongan Hills, las pérdidas de rendimiento oscilaron entre el48 y el 100 %, siendo mayores en las parcelas con menor densidad de siembra del cereal. Lacompetencia de L rigidum con la cebada fue importante al inicio y al final del ciclo, de forma quesu presencia produjo reducciones del 65 % en el número de espigas de la cebada y del 20 % enel peso de 1000 granos de la misma.El mayor poder competitivo de L. rigidum en Australia también se reflejó en el valor del umbraleconómico; éste fvie mayor en Lleida (de 108 a 122 plantas/m2, dependiendo de la eficaciaesperada del tratamiento) que en Wongan Hills (de 25 a 29 plantas/m2).

En aquest treball s’ha optimitzat el procés de producció de lipases de Rhizopus oryzae amb el fenotip Muts de Pichia pastoris mitjançant la utilització de substrats mixtes establint les condicions de procés més favorables. S’utilitza un sistema de 48 milibioreactors de 12 ml de volum amb l’objectiu d’optimitzar el procés de selecció de l’estratègia de cultiu més efectiva. Quan els cultius es realitzen utilitzant els fenotips Muts i Mut+ de P. pastoris sota promotors induïbles (AOX i FLD) s’obté un creixement deficient. La principal problemàtica recau en el sistema de condensació que presenten els milibioreactors a la part superior. S’utilitza el promotor GAP utilitzant glicerol i glucosa com a substrats, amb el que es demostra la viabilitat del sistema de 48 milibioreactors pel seguiment de bioprocessos. Posteriorment davant les avantatges que presenta la utilització de substrats mixtes en soques de fenotip Muts sota el promotor AOX, s’utilitzen sorbitol o glicerol juntament amb el metanol per observar l’efecte del cosubstrat sobre la producció de ROL. A l’utilitzar el sorbitol es realitzen cultius en semicontinu mantenint la concentració de metanol fixada en 0.5, 2 i 4 g l-1 i es manté la μ fixada en 0.01 i 0.02 h-1. S’observa que la concentració de metanol residual en el medi de cultiu és el paràmetre clau per l’optimització de la producció de ROL, trobant-se els valors màxims quan aquesta es troba fixada a 2 g l-1. A l’augmentar o bé disminuir aquesta concentració, la productivitat disminueix considerablement (2 vegades). Finalment es valida un sistema SIA per a l’anàlisi de sorbitol en línia. El sorbitol es considera un cosubstrat excel·lent però presenta una baixa μmax, fent així que el procés de producció sigui menys efectiu, si es compara amb una font de carboni alternativa. S’utilitza el glicerol com a cosubstrat, el que permetrà treballar a μ 5 vegades superiors. Es realitzen cultius en semicontinu mantenint la concentració de metanol fixada en 2 g l-1 (valor optimitzat prèviament). En aquest treball es realitzen diferents cultius on la μ es manté fixada en 0.1, 0.05 i 0.02 h-1. Es conclou que per evitar la repressió del promotor AOX la relació establerta entre les μ ha de ser inferior a 6 (μGli μMet-1), degut que al superar aquest valor s’observa una clara repressió del promotor AOX. A continuació, es decideix realitzar el canvi d’escala de les condicions més productives. Es realitzen varis cultius utilitzant el reactor a un volum inicial de treball de 30 l. Després d’estimar un favorable canvi d’escala es reprodueixen les condicions obtingudes en el millor dels processos. Durant aquest primer cultiu s’obtenen valors de productivitat volumètrica i específica 2.8 vegades inferiors als obtinguts prèviament en 5 l. Es realitzen experiments per comprovar la mescla del metanol al reactor UD50 mostrant un gradient màxim de 0.5 gMet l-1 a les diferents alçades. Es realitza una modificació al sistema d’addició del metanol, addicionant-lo de forma submergida a mitja alçada del reactor. Posteriorment els resultats milloren en un 48%, en comparació a l’addició pel capçal del reactor. Finalment es treballa amb una construcció genètica del fenotip Muts de P. pastoris que inclou la coexpressió del gen HAC1. Es treballa amb 2 soques, la primera coexpressa el gen HAC1 de forma induïble sota el promotor AOX i la segona ho realitza de forma constitutiva sota el promotor GAP. Quan s’utilitza la soca que coexpressa el gen de forma induïble, es troben millores significatives (augment de 1.5 vegades de la productivitat) al realitzar una estratègia amb substrats mixtes (sorbitol i metanol) a les condicions prèviament optimitzades. Quan s’utilitza la soca que coexpressa el gen de forma constitutiva, no es presenten millores en el procés de producció. / The objective of this thesis was to optimize the production of Rhizopus oryzae lipase in fed-batch mixed substrate conditions with a Pichia pastoris Muts strain. A milibioreactors bloc of 48 reactors with 12 ml working volume was tested to optimize the culture conditions under fed-batch strategy. When Mut+ and Muts phenotypes were used under AOX and FLD promoters, no satisfactory growth was observed, related with a deficiency presented by the cooler system allowing a lose of methanol of 0.5 gMet l-1 h-1. However, when Pichia pastoris under the constitutive promoter GAP was used, satisfactory growth was observed obtaining similar values than the ones obtained at higher volumes (5 l). In conclusion the 48 milibioreactors bloc represents an excellent tool to optimize the ROL production under GAP promoter, although was not satisfactory under AOX and FLD promoters. Subsequently to the advantage of using mixed substrates in place of using methanol as a sole carbon source, some experiments were done to optimize the ROL production under fed-batch conditions using sorbitol and glycerol as cosubstrats. When sorbitol was used the specific growth rate was maintained on 0.01 i 0.02 h-1 by a preprogrammed exponential feed. Methanol set-point concentration was maintained on 0.5, 2 i 4 g l-1 controlled by a predictive algorithm. Lipolytic activity, yields, productivity and specific productivity, but also specific growth, consumption and production rates were analyzed showing that the best values were reached when methanol concentration was fixed on 2 g l-1 showing an important reduction when this set-point was increased or decreased, independently of the specific growth rate used. The experiments showed that the key parameter was the set-point of methanol. On the other hand the specific growth influence was not representative. Finally a SIA analyser of sorbitol was tested. Sorbitol is considered an excellent cosubstrat but this low μmax in comparison with other possible cosubstrats, assures low productions. Different experiments using glycerol as cosubstrat were made at a constant methanol set-point of 2 g l-1, at three different glycerol feeding rates to assure a constant specific growth rate of 0.02, 0.05 and 0.1 h-1, by means of a pre-programmed exponential feeding rate strategy. The best production values were reached at the lowest specific growth rate tested. With Muts phenotype glycerol could not increase the productivity of the process comparing with sorbitol due to inhibitory effect on methanol consumption and recombinant lipase production. The specific growth relation must be fixed lower than 6 (μGli μMet -1), to avoid AOX promoter repression. The scale-up of the most effective process was done using a Biostat UD50 (30 l working volume). Methanol concentration was fixed on 0.02 h-1 and the specific growth rate was fixed on 0.02 h-1 by a sorbitol pre-programmed exponential feed. An encouraging scale-up was assumed (better KLa and similar geometry), although the first feed-batch cultivations under this conditions did not reproduced the values obtained under lab scale (5 l). Problems were related to the unsuccessful distribution (maximal gradient was 0.5 gMet l-1) of the substrates along the different height of the reactor. Methanol addition was submerged to the half height of the reactor to improve substrate distribution along the reactor. Feed-batch cultivation was done, and ROL production values were increase about 48%, in comparison with result obtained when methanol was added by the reactor headspace. And important increase was obtained, but is still necessary further research to reproduce values obtained in lab-scale. Finally a new Pichia pastoris strain construction co-expressing constitutively and inductively HAC 1 gene was used to optimize ROL production. Feed- batch cultivations were done using methanol and sorbitol as cosubstrats under the same conditions previously optimize (methanol concentration on 2 g l-1 and μ on 0.02 h-1). When inductively co-expression was used important improvements were obtained on productivity and specific productivity. On the other hand, when constitutively coexpression was used, inferior production values were obtained in comparison with results obtained with the non engineered strain.

No description available.

En aquest treball s'ha estudiat la importància de tots els factors esmentats anteriorment sobre el comportament productiu i qualitatiu de l'olivera superintensiva al nord-est d'Espanya. El primer capítol està dedicat a l'avaluació de l'efecte de l'aplicació de dues estratègies de reg que són el reg completo i el reg deficitari controlat . Les dues estratègies s'han combinat amb l'aplicació de nitrogen i potassi amb dues dosis cadascun. A més de l'efecte d'aquests dos factors es va estudiar l'efecte de l'orientació de plantació mitjançant la comparació dels paràmetres productius i vegetatius entre les dues cares. En el segon capítol es va estimar el balanç de nitrogen per tal de calcular les entrades i sortides de N relacionades amb la resposta dels arbres i la disponibilitat de nitrogen en el sòl. El tercer capítol és una reavaluació dels nivells de nitrogen en les fulles de l'olivera superintensiva per millorar el rendiment i la qualitat de l'oli. / En este trabajo se ha estudiado la importancia de todos los factores mencionados anteriormente sobre el comportamiento productivo y cualitativo del olivo superintensivo en el noreste de España. El primer capítulo está dedicado a la evaluación del efecto de la aplicación de dos estrategias de riego que son el riego completo y riego deficitario controlado. Ambas estrategias se han combinado con la aplicación de nitrógeno y potasio con dos dosis cada uno. Además del efecto de estos dos factores se estudió el efecto de la orientación de plantación mediante la comparación de los parámetros productivos y vegetativos entre las dos caras del seto. En el segundo capítulo se estimó el balance de nitrógeno con el fin de calcular las entradas y salidas de N relacionadas con la respuesta de los árboles y la disponibilidad de nitrógeno en el suelo. El tercer capítulo es una reevaluación de los niveles de nitrógeno en las hojas del olivo superintensivo para mejorar el rendimiento y la calidad del aceite. / In this work, the importance of irrigation, fertilization and orientation of planting on productive and qualitative performance was studied in an olive orchard conducted under super-high-density conditions in the northeast area of Spain. The first chapter was devoted to the evaluation of the effect of two irrigation strategies which are a full irrigation and regulated deficit irrigation. Both strategies have been combined with the application of nitrogen and potassium with two doses for each one. In addition to the effect of these factors, the effect of planting orientation was studied by comparing the productive and vegetative parameters between both sides of the hedgerow. In the second chapter, the nitrogen balance was estimated to calculate the inputs and outputs of N related to the response of trees and the availability of soil nitrogen. Finally, the third chapter is considered as a reappraisal of nitrogen levels in leaf of super-high-density olive orchard to improve yield and oil quality.

Aquest treball es centra en la investigació sobre la producció de proteïnes heteròlogues en el llevat metilotròfic Pichia Pastoris. El principal avantatge de la utilització d'aquest sistema d'expressió és l'existència del promotor d'alcohol oxidasa, un dels més eficaços i fortament regulats per la presència de metanol com a única font de carboni. El gen hoste emprat és la lipasa del fong Rhizopus oryzae, proteïna d'elevat interès industrial i biotecnològic per les seves nombroses i variades aplicacions.De quatre tipus de soques diferents, dos parelles de diferent fenotip (Mut+ i Muts) i dins el mateix fenotip amb una o vàries còpies del gen hoste, s'ha seleccionat la soca més adient, en aquest cas Muts singlecopy, per una posterior explotació en cultiu semicontinu segons criteris de productivitat i dinàmica de creixement.S'ha observat que un dels problemes que presenta aquest tipus de cultiu és la reproductibilitat i el control de la concentració de metanol que s'aconsella no superar els nivells considerats com a tòxics de 10 g·l-1. Diferents mesures com l'anàlisi de la composició dels gasos de sortida del fermentador, l'extracció automàtica de mostres i la gestió de tota la informació del cultiu des de un programari dissenyat específicament, milloren significativament el seguiment i el control del cultiu. La disponibilitat de noves mesures del cultiu permeten estimar variables d'estat com la biomassa i la velocitat específica de creixement que són molt útils per conèixer el estat fisiològic del microorganisme.Per aconseguir mantenir estable la concentració de substrat inductor s'ha proposat utilitzar un llaç de control en retroalimentació començant pels sistemes de control més clàssics basats en l'error. La dinàmica canviant del sistema i el temps mort també variable fa que controls de tipus "on-off" i Proporciona Integral no siguin adients per mantenir prou estable la concentració de substrat. Com alternativa, s'ha implementat amb èxit un controlador predictiu basat en model que s'adapta contínuament al consum canviant de substrat inductor.Utilitzant de forma conjunta totes les millores instrumentals i de control del procés s'ha observat la influència que té la concentració de metanol sobre la producció de proteïna. D'aquest estudi se'n dedueix que mantenir la concentració a 1 g·l-1 durant el cultiu pot augmentar de forma significativa la productivitat. Paral·lelament es defineix que per maximitzar la productivitat la durada del cultiu ha de ser al voltant de les 80- 90h.Es pot afirmar que la instal·lació d'instrumentació juntament amb l'estimació, modelització i control d'algunes de les variables principals del cultiu, són mesures que permeten millorar la producció extracel·lular de proteïnes heteròlogues en Pichia Pastoris. / In this work the production of heterologous proteins by the methilotrophic yeast Pichia Pastoris has been studied. The main advantage of this expression system is the existence of a strong and tightly regulated (methanol-inducible) promoter from the alcohol oxidase gene (PAOX1).Using a battery of four strains, which secrete a Rhizophus oryzae lipase (ROL), the combined effects of gene dosage and Mut phenotype on recombinant protein production by P. pastoris were observed in fed-batch cultures. This study concludes that the use of Muts ROL single copy strain is advantageous because it allows easier process control strategies with high productivity.One of the main problems of these cultures is the low reproducibility and the need of accurate control of the methanol concentration in the fermentation to maintain it below toxic limits, 10 g·l-1. The implementation of exhaust gas analyzer, an autosampler system and specific software to on-line administrate the culture information improved significantly the control of the bioprocess.With several of these on-line measures it has been implemented an estimation algorithm that allows to determine both the specific growth rate of the microorganism and biomass concentration, used as physiologic indicators.To control the methanol concentration at an optimal set-point level during the cultivation, a feedback control using different error based controllers has been implemented. The use of on-off and PI (Proportional Integral) controllers is not recommended due to the dynamics of the biological system and the large death time of the system. As alternative, a predictive control algorithm based on the on-line estimation of the methanol rate has been successfully implemented.The improvement of the instrumentation and control of the bioprocess has provided the tools for the study of the influence of the methanol concentration on protein production. It has been observed that if the methanol concentration is maintained at 1 g·l-1 productivity increase about 140% is produced. Moreover, it suggested that to maximize the productivity of the system, the duration of the fed-batch fermentation should be around 80-90 h.The implementation of new instrumentation jointly with the use of software sensors, the modeling of the bioprocess, and the control of some of the fermentation variables significantly improved the production of the extracellular heterologous Rhizopus oryzae lipase by the yeast Pichia pastoris.

El present treball estudia el desenvolupament d'un procés per a l'obtenció d'una vacuna recombinant per a la protecció de les aus de les explotacions agropecuàries de la malaltia de Gumboro o IBD (Infectal Bursal Disease). El treball planteja estudiar diferents sistemes alternatius, fonamentalment dissenyats al voltant de diferents sistemes biològics, per tal de poder-ne fer, al final del mateix, una comparació en termes de valoració econòmica i en termes de viabilitat tecnològica, donat que aquests dos tipus d'estudis són els elements essencials a l'hora d'establir un bioprocés.El primer sistema analitzat consisteix en l'obtenció del virus IBD a partir de la infecció de cèl·lules Vero. Es tracta d'un sistema de producció d'una vacuna convencional, i que normalment requereix d'una posterior atenuació dels virus obtinguts per a la seva preparació. Aquesta aproximació està relativament estandarditzada, ja que s'aplica per a la producció de diferents tipus de vacunes, i de cara a aquest treball esdevé el sistema de referència. En els capítols següents, s'analitzen tres alternatives al procés anterior per a la producció de vacunes recombinants,en que l'agent vacunal ja no consisteix en el propi virus, sinó en una proteïna de l'embolcall del mateix virus, VP2, que ha estat identificada com a responsable de provocar una resposta immunològica adequada en els animals. S'analitza doncs, la possibilitat d'obtenir VP2 recombinant, fet que permetria desenvolupar vacunes més segures tant en la manipulació del procés com del producte en sí, i en la seva aplicació. El Capítol 5 es dedica a l'expressió de VP2 mitjançant un baculovirus recombinant mitjançant la infecció de cultius de cèl·lules d'insecte (Sf9).En el Capítol 6, s'estudia l'expressió de VP2 en cèl·lules bacterianes (Escherichia coli) i en llevats (Pichia pastoris). Tot i els esforços que s'han dut a terme en aquests sistemes només han permès expressar VP2 en E.coli mitjançant una proteïna de fusió, però sense aconseguir obtenir clons estables. Així doncs, per tal de poder valorar el potencial que podria oferir aquestes opcions, i fins i tot ajudar a valorar la necessitat de treballar-hi en més profunditat, el treball analitza i desenvolupa el sistema d'expressió basat en E.coli i P.pastoris emprant una altra proteïna recombinant com a model, ?-galactosidasa. Els sistemes de cultiu per a l'obtenció de ?-galactosidasa s'analitzen en els Capítol 7 (P.pastoris) i el Capítol 8 (E.coli). Encara que no s'hagi pogut expressar la proteïna inicialment desitjada, les dades obtingudes en aquests capítols permeten obtenir informació rellevant sobre aquests tipus de cultius, permetent realitzar l'estudi d'alternatives de bioprocés plantejat com a objectiu principal del treball.Finalment, el Capítol 9 planteja una síntesi de tot el treball, comparant les quatre alternatives de producció. La comparació és duu a terme mitjançant el plantejament d'un bioprocés a escala industrial per cada cas, dimensionant-lo en funció d'un escenari de producció comú i emprant les dades experimentals obtingudes en els respectius capítols pels diferents sistemes, i per acabar, la seva conseqüent valoració en termes econòmics. La vàlua d'aquesta anàlisi és permetre identificar la potencialitat de cadascun dels quatre bioprocessos, aportant elements molt interessants de cara a possibles preses de decisió sobre la seva possibilitat d'implementació. / In the present work, the development of a production process for a recombinant vaccine against IBD (Infectal Bursal Disease), a disease that affects industrial hens and chickens, has been studied. Based on different biological systems we investigated alternative systems in order to compare them in terms of economical valuation and technical viability, two important criteria that have to be considered when establishing a bioprocess in industrial scale. The first approach undertaken was the propagation of the IBD virus by infection of Vero cells, a conventional method for vaccine production that usually requires a subsequent attenuation of the virus obtained. Since this kind of system is a relatively standardised one and already applied to the production of many different types of viruses in industrial scale, it was chosen as a reference system. The following chapters deal with the analysis of three alternative processes of recombinant vaccine production compared to the reference system. In these alternative systems the viral agent is not the virus itself, but one of its capsid proteins, VP2, that has been identified to evoke an adequate immunological response in animals. For this reason obtaining a recombinant VP2 protein would permit the development of vaccines with enhanced safety regarding process manipulation, the protein itself and its application. Chapter 5 describes the production of VP2 in the baculovirus and insect cell (Sf9) expression system.In Chapter 6, the expression of VP2 in both bacteria (E. coli) and yeast (P. pastoris) was studied. In spite of efforts to produce VP2 in both systems, it was only shown to be produced in E.coli with the help of a fusion protein. However, this was without obtaining stable clones. In order to analyse the production potential of using these expression systems, a new strategy was developed utilising ?-galactosidase as a model protein instead. The cultivation systems for the expression of ?-galactosidase are described in Chapter 7 (P. pastoris) and Chapter 8 (E.coli). Although expression of the primary desired protein was not possible, , the data obtained gave relevant information regarding this kind of production bioprocesses and may facilitate in establishing a comparative analysis of these alternative expression systems.Finally, Chapter 9 gives an overview of the study by comparing the four production strategies previously described. The comparative study was based on a large scale industrial bioprocess design. To define the industrial facility dimension, 10% of the annual demand of this vaccine in Europe was assumed in the implemention of our experimental data. The economical analysis of the feasibility ought to permit to describe the hotspots and the advantages of each alternative production system, and to overcome bottlenecks in further studies.

L'aplicació de Reg Deficitari Controlat (RDC) en parcel·les comercials d'arbres fruiters s'enfronta a unaproblemàtica variada. En primer lloc cal buscar una metodologia fiable que permeti caracteritzar l'estrèsen la planta i en segon lloc, cal valorar quin nivell de dèficit és permisible assolir en un cultiu, demanera que els efectes d'aquest estrès no esdevinguin indesitjables. El treball que es presenta preténaprofundir en el coneixement de les relacions hídriques en arbres fruiters amb la intenció de millorar lagestió del RDC.Un dels factors que ajuda a l'èxit en l'aplicació d'una determinada estratègia de RDC és que el cultiu enqüestió presenti certa tolerància al dèficit hídric. Comparant la resposta fisiològica de l'avellanerrespecte la de l'ametller quan han estat sotmesos a un període de 2.5 mesos (15 juny a 31 agost) delimitació progressiva en les aportacions de reg, s'ha demostrat, en l'avellaner, l'alta dependència de laseva capacitat fotosintètica sobre el potencial hídric de la fulla medit abans del alba. L'avellaner hamostrat, a més, una limitada capacitat d'experimentar potencials hídrics de fulla baixos, la qual cosa elconverteix en un cultiu amb molt poca habilitat d'aprofitament del recurs hídric en condicions limitants,tot al contrari que en l'ametller. Tot això condueix a que les possibles estratègies de RDC a aplicar enavellaner s'hagin de dissenyar amb la màxima precaució.La posada a la pràctica de RDC necessita d'un seguiment de l'estat hídric de la planta durant el períodede reg deficitari. En presseguer els treballs realitzats s'han enfocat sota aquesta perspectiva, en l'àmbitd'una sèrie de tractaments de reg, basats en l'aplicació de reg deficitari en dos estadis diferents del cicleanual del cultiu. Un període de reg deficitari es va aplicar durant la fase II de desenvolupament del fruit(fase d'alentiment del creixement), i l'altre període a postcollita. En aquests treballs s'ha fet avinent queel potencial de fulla al migdia en condicions de mesura estandaritzades (dies complerts sense núvols, enfulles que reben radiació directa) pot ser un indicador aconsellable per ajudar a la programació de RDCen presseguer, sobretot en RDC de fase II, degut al alt nivell explicatiu d'aquest paràmentre sobre elcomportament estomàtic. En postcollita, el cultiu esdevé més tolerant al dèficit hídric (el potencial hídricde fulla de pèrdua de turgència és més negatiu que durant la fase II) i per sobre d'un determinat nivelld'estat hídric de la fulla, el potencial de fulla al migdia sembla menys determinant sobre l'activitatd'intercanvi de gasos de la fulla. Durant la fase III de desenvolupament del fruit (fase de creixementràpid del fruit) el potencial hídric de fulla al migdia va estar poc lligat amb la seva activitat estomàtica,el que fa més aconsellable l'ús del potencial hídric de fulla mesurat abans de la sortida del sol.En perera, una part dels treballs s'han encaminat a avaluar la resposta de la planta al dèficit hídric anivell de relacions hídriques en la fulla. L'objectiu és el de fonamentar la possible adequació deestratègies de RDC a la perera. Per tal cosa es van aplicar dos cicles de dessecament progressiumitjançant maneig de l'aigua de reg. Un cicle es va aplicar durant el mes de maig (durant 27 dies) i l'altre cicle durant el juliol (durant 23 dies). En el cicle de primavera no es va evidenciar amb prouclaredat cap mecanisme d'aclimatació al dèficit hídric, però durant el cicle d'estiu es va fer palesal'existència d'un augment en la fracció d'aigua a l'apoplasma del teixit foliar, que es va traduir en unamajor baixada del potencial hídric de la fulla dels arbres en dèficit, respecte els de no dèficit, per igualvalor de contingut d'aigua relatiu. Aquest major gradient però, solament es produiria a partir de lapèrdua de turgència de la fulla, la qual cosa condueix més a la supervivència de la planta que almanteniment dels processos productius.En l'altra part dels estudis en perera, s'ha volgut comprobar la resposta del fruit a l'aplicació d'un RDCaplicat en la fase I de creixement del fruit (fase de creixement linial) en unes condicions concretes decultiu en contenidors de gran capacitat (120 litres). Durant la fase I, els fruits del tractament RDC vanaugmentar la seva mida a un ritme inferior que els dels arbres Control (tractament de no estrès). Enrestituir la dosi òptima amb l'inici de la fase II (fase de creixement exponencial del fruit) i durant 2-3setmanes, els fruits del tractament RDC van experimentar un ritme superior en l'augment del volum dela pera en comparació amb el Control. Aquest ritme però, no es va mantenir durant la resta de la fase II,durant la qual els fruits del tractament Control van tornar a mostrar un creixement superior. S'especulaamb el fet que durant la fase I s'afectés negativament el procés de divisió cel·lular del fruit; aixòexplicaria la limitació en la potencialitat del creixement del fruit al final de fase II. Les condicionsespecífiques de l'assaig, amb restricció radicular produïda pels contenidors, ús de portempelts pocvigorosos o el nivell d'estrès hídric assolit durant la fase I del creixement del fruit, podrien també tenir elseu paper en aquesta resposta del fruit al RDC aplicat.