Aquesta tesi s'ha desenvolupat en el marc d'un projecte europeu anomenat CLIMOOR; en aquest projecte s'ha utilitzat una nova aproximació metodològica per perllongar el període de sequera i augmentar la temperatura en ecosistemes arbustius. El CLIMOOR s'ha dut a terme en 4 països europeus (Regne Unit, Dinamarca, Holanda i Espanya) que es distribueixen al llarg d'un gradient natural en els factors climàtics que s'estudien (precipitació i temperatura). Els objectius concrets d'aquesta tesi van ser: 1) Descriure les característiques ecofisiològiques de dues espècies arbustives mediterrànies Erica multiflora i Globularia alypum, identificant els períodes d'estrès ambiental i les seves causes, 2) estudiar els efectes que podrien tenir en el futur condicions més seques o més càlides sobre l'ecofisiologia d'aquestes dues espècies mediterrànies, 3) comparar els efectes que aquests canvis climàtics podrien tenir sobre les espècies principals de 4 ecosistemes arbustius europeus. Durant els dos-tres anys d'estudi es van mesurar estacionalment diferents variables ecofisiològiques instantànies, com són el potencial hídric, l'intercanvi de gasos i la fluorescència de la clorofil·la a. També es van mesurar variables més integradores, com ara l'asimetria foliar, la concentració foliar de N y C, així com els seus isòtops estables, el creixement, la floració o la producció de biomassa aèria. Alguns dels resultats obtinguts són: (1) En les condicions climàtiques actuals, G. alypum és capaç d'aprofitar millor els períodes amb alta disponibilitat d'aigua de manera que mostra un millor rendiment fotosintètic i un més alt guany de carboni, la qual cosa es tradueix en un creixement anual major. (2) L'augment en la sequera va fer disminuir les tasses d'intercanvi de gasos d'E. multiflora i la producció de biomassa aèria en les dues espècies. També va retardar la majoria dels estadis fenològics de la floració d'aquestes dues espècies, reduint la producció de flors funcionals però augmentant la seva longevitat. (3) L'augment en la temperatura va incrementar l'eficiència fotoquímica potencial màxima en ambdues espècies, sobretot a la tardor i a l'hivern, la qual cosa indica que condicions més càlides en el futur podrien alleugerir les limitacions en el rendiment fotosintètic d'aquestes espècies degudes a les baixes temperatures. L'augment experimental en la temperatura també va incrementar la producció de biomassa aèria d'E. multiflora, però no de G. alypum. En canvi, va modificar la fenologia de la floració de G. alypum, però no d'E. multiflora. (4) Les tasses fotosintètiques van seguir el gradient latitudinal en la disponibilitat d'aigua. La reducció experimental de la precipitació va fer disminuir l'intercanvi de gasos en les espècies principals dels quatre països estudiats. No obstant això, les plantes al tractament de sequera van mostrar tasses fotosintètiques més elevades que les plantes control per a una mateixa quantitat de pluja acumulada durant els mesos anteriors a les mesures, es a dir, van mostrar una més gran eficiència fotosintètica en l'ús de l'aigua. (5) Les plantes al tractament de sequera van presentar eficiències fotoquímiques potencials més altes a migdia. (6) En general, la magnitud de la resposta a l'escalfament i a la sequera va ser diferent segons les condicions del lloc d'estudi (els llocs freds i humits, com són els del Nord d'Europa, van ser més sensibles a l'escalfament, mentre que l'ecosistema mediterrani estudiat, més càlid i més sec, va ser més sensible a la sequera), de l'estació de l'any (els processos estudiats van ser més sensibles a l'escalfament a l'hivern que a l'estiu) i de l'espècie. Les diferents respostes a la sequera i a l'augment en la temperatura de les dues espècies mediterrànies E. multiflora i G. alypum suggereix que en el futur podria haver un canvi en les seves abundàncies relatives. A més a més, els ajustos fenològics observats podrien alterar les seves interaccions amb altres organismes (per ex. polinitzadors). Tot això, podria conduir a un canvi en la composició d'espècies i en l'estructura d'aquests ecosistemes en resposta als canvis en la precipitació i en la temperatura que s'esperen per a les properes dècades.

No description available.

This thesis focuses on the study of the meiofaunal community in streams and rivers of the Mediterranean region. It approaches to a community level from a functional point of view, studying their response as a whole to different processes occurring in those systems. The thesis is divided into 5 chapters, in which we sampled various substrates in order to study the small-scale processes affecting them and the interactions with other organisms. We focused essentially on the main lotic ecosystem determinants: hydrology and nutrient inputs (organic and inorganic). In Chapter 1, we studied the meiofaunal community over 2 years. Its structure reflected high intra- and inter-annual variability, which coincided with the alternating periods of hydrological stability and disturbances. Since flow is a major abiotic determinant of invertebrate distribution patterns in streams and its impact on meiofauna is relatively well known (see Swan and Palmer, 2000 and references therein), the study addressed mainly the adaptive responses of organisms to spates and droughts in a Mediterranean context. These adaptations were measured in terms of advantageous traits (either structural or life strategies) that could confer resistance or resilience to organisms. Results from that study pointed out that the resilient response of meiofauna in downstream reaches of the study site had a slower recovery given that heavy rainfall events resulted in higher discharges (as a consequence of higher water run-off from catchments). In that system, previous hydrological history also appeared to modulate invertebrate response to floods, diminishing recovery response of the community in that reaches. In contrast, this effect was not observed in the most upstream reach which also showed a fast recovery after spates caused by higher habitat heterogeneity and complexity that served as a refuge to fauna. Organic matter input and its availability to consumers is one of the major processes in headwater streams. In Chapter 2, we analysed the colonisation pattern of experimentally disposed riparian leaves, including all organisms (bacteria, fungi, protozoa, meiofauna and macroinvertebrates) involved to trace the fate of carbon during the process. The experiment showed a clear energy transfer from bacterial to faunal compartments modulated by differences in temperature and discharge that naturally occurred in the stream. Eutrophication of lotic systems is one of the negative results of human activity. Therefore we paid special attention to the effects of nutrient availability to meiofauna because their small size and high turnover rates can provide information of interest about their rapid response to these kinds of disturbances. In Mediterranean systems scarcity can potentiate the negative effects of eutrophication. Therefore, we also explored the interaction of hydrology and nutrient inputs. In Chapter 3 we analysed the meiofaunal response to an experimental addition of nutrients in an almost pristine headwater stream. For this purpose, we focused on differences in community assemblages and secondary production of microcrustaceans, finding that hydrological stability and even water scarcity could potentiate the effects of the nutrient addition. In that system, hydrological disturbances were the “background noise”. In contrast, in Chapter 4 we explored a nematode community in a eutrophic system and we focused on the stability of substrate. We found a different pattern of fauna inhabiting the same biofilm depending on the mobility (attached vs. free-floating cyanobacterial mats). Nematodes were found to be an active part of this detachment though their activity and adapted their life strategies to those changes. In Chapter 5, using a laboratory experiment, we analysed the fast response of two nematode species to eutrophication and examined life strategies adopted to adapt to increased nutrient availability. We could observe a clear bottom-up effect in microcosms and also that small differences in behavioural attributes may shape the successional pattern of recolonisation after a disturbance. / L’objectiu principal d’aquesta tesi doctoral és caracteritzar la comunitat de la meiofauna en sistemes mediterranis i integrar-la com a baula dins dels processos funcionals d’ambients lòtics. Tot i que el coneixement sobre la meiofauna d’aigua dolça és encara escàs, aquesta tesi no ha pretès tenir un caire descriptiu de la comunitat des d’un punt de vista taxonòmic sinó emprar classificacions funcionals que permetin integrar la meiofauna en processos i contextos més amplis. La tesi esta articulada en 5 capítols i en cadascun s’ha mostrejat diferents substrats en funció de les interaccions entre organismes i les característiques dels processos a petita escala. En aquests experiments, s’han adreçat diferents qüestions depenent de l’hàbitat o de les característiques del lloc. Essencialment, aquesta tesi s’ha centrat en els processos lòtics més influents: la hidrologia i les entrades de nutrients (ja siguin orgànics com inorgànics). La resposta general de la meiofauna trobada al llarg d’aquesta tesi ha estat sempre molt vinculada als factors climàtics, ja fos analitzant l’efecte de les avingudes o de les sequeres sobre la comunitat de meiofauna o sobre processos de descomposició, o bé la variabilitat intranual sobre comunitats de cianobacteris i nematodes. Al llarg d’aquesta tesi doctoral, els trets adaptatius de la meiofauna en front a pertorbacions hidrològiques o d’entrada de nutrients han demostrat ser nombroses i merèixer una investigació mes exhaustiva en la recerca futura.

L'ordi (Hordeum vulgäre L.) és un cereal de zones temperades conreat extensament enclimes mediterranis. Es desenvolupa favorablement en àrees de pluviometria mitjana anualsuperior a 250 mm. Durant les darreres dècades, els increments en rendiment deguts a activitatsde millora genètica han estat poc importants a causa, probablement, de la limitació que la sequerai altres estressos abiòtics exerceixen sobre el creixement. Futurs increments poden veure'saccelerats per un millor coneixement dels processos que controlen el creixement idesenvolupament i que limiten la product! vi tat dels genotips en situacions de manca d'aigua. Dinsd'aquest contexte, les activitats d'investigació en fisiologia vegetal haurien de tenir un fortimpacte, en un futur proper, en l'increment de l'eficiència dels programes de millora tradicionals.Aquesta tesi pretén ampliar el coneixement actual d'aquells factors que redueixen el creixement,la productivitat i la qualitat de l'ordi en ambients mediterranis. Amb aquesta finalitat, s'hanavaluat en assajos localitzats a la província de Lleida (nordest d'Espanya) i, ocasionalment, a lesprovíncies de Navarra (nord d'Espanya) i Valladolid (centre d'Espanya), un conjunt de deugenotips d'ordi (incloent-hi dos i sis carreres) que difereixen en adaptació a ambients semiàrids.Inicialment, un conjunt de tres genotips moderns i altament productius (Barberousse,Orria i Plaisant) va ésser utilitzat per examinar l'efecte que una reducció de l'embomalreproductiu (nombre de grans per espiga) provocava sobre el pes i el creixement del gra,l'acumulació de carbohidrats i el transport de nitrogen en condicions semiàrides (Capítols I i II).Els increments en pes de gra obtinguts en resposta a una reducció del 50% de l'embornal van serprogressivament superiors en aquells ambients amb grans testimoni de menor pes. Pel contrari,el nitrogen es va acumular uniformement en tots els ambients en resposta a una reducció del'embornal. Aquests resultats suggereixen que el rendiment final es troba fortament limitat, enambients productivament pobres, per la disponibilitat de carbohidrats durant l'omplenat del gra,en tant que l'acumulació de proteïnes en el gra sembla independent de les condicions ambientalsen que té lloc l'omplenat del gra. El grau de limitació exercit per la font es va manifestar méselevat en els grans situats en espigúeles laterals de l'espiga, amb independència de ladisponibilitat d'assimilats per l'omplenat del gra. Aquest desavantatge dels grans laterals del'espiga es va poder atribuir principalment a taxes d'acumulació de matèria seca inferiors durantl'omplenat.La influència d'estressos abiòtics com ara la sequera o les altes temperatures en el procésd'omplenat dels grans es va examinar en detall utilitzant el conjunt dels deu genotips assajats endotze ambients (Capítols III i IV). L'objectiu final va consistir a detectar variabilitat genètica aixícom determinar possibles mecanismes morfofisiològics de tolerància als esmentats estressos. Elspossibles factors causants d'interacció genotip-ambient (G*E) en el pes del gra, tasa i duraciód'omplenat es van estudiar mitjançant l'ús de models estadístics biadditius. Es van detectarsensibilitats genotípiques diferencials en tolerància a sequera i a elevades temperatures de postantesipel pes final del gra, que varen atribuir-se parcialment a diferències entre els grups d'ordisde dos i sis carreres. La presència de GxE per a la taxa d'omplenat es va explicar per l'efecteconjunt de variables climàtiques de pre-antesi, la qual cosa va suggerir que les diferènciesgenotípiques podrien ser degudes parcialment a diferències en el balanç font/embornal entre ordisde dos i sis carreres en antesi. L'existència de GXE per a la duració d'omplenat va poder-seatribuir principalment a diferències en data d'antesi entre genotips, indicant l'existència d'unaestratègia d'escapament causant d'un allargament del période d'omplenat d'alguns genotips afinals del cicle de cultiu.La relació entre rendiment i discriminació isotòpica del carboni (A) en grans va avaluar-seextensament en un grup de 22 ambients (Capítol VI), i també va examinar-se la possibilitatd'utilització de la concentració de cendres en teixits aeris com a substitut de A (Capítol VII).L'expressió genotipica del rendiment va estar condicionada per l'ambient d'una forma mésimportant que la de A. L'existència de GxE pel rendiment va suggerir la presència d'unainteracció qualitativa amb un punt de creuament aproximat situat en productivitats mitjanesinferiors a 3 t ha"1. Pel contrari, la classificació de genotips per a A no va variar substancialmentamb l'ambient. En general, aquells genotips amb valors baixos de A i, per tant, amb elevadeseficiències de transpiració, van ésser superiors en ambients poc productius (ambients per sota de3 t ha"1), en tant que valors genotípics de A elevats van mostrar-se com avantatjosos en ambientsde rendiment mig i alt. És probable que, quan la sequera sigui moderada, un important embornalreproductiu forci la planta a incrementar la seva conductancia estomàtica i, com a conseqüència,l'aigua total utilitzada. Aquest fenomen probablement capgira la relació negativa esperada entreA i biomassa o rendiment quan la disponibilitat d'aigua és factor limitant. Per altra banda, laconcentració mineral en grans va trobar-se relacionada freqüentment i de forma negativa amb A,en tant que no va trobar-se relació entre la concentració mineral en palla i A. Aquests resultatssuggereixen que l'acumulació mineral en teixits aeris mostrejats a finals del cicle de cultiu ésindependent de l'eficiència de transpiració durant l'omplenat del gra. La concentració de cendresen grans podria emprar-se com a criteri de selecció complementari a A en ambient semiàrids, sibé es fa necessari un coneixement fisiologie més profund dels mecanismes que afectenl'acumulació de minerals en el gra.La sequera esdevé el principal factor limitant del creixement i la productivitat de l'ordien els secans semiàrids mediterranis. En el present estudi, les diferències en productivitat en unconjunt de 22 ambients van poder atribuir-se, en gran part, a diferències paral·leles endisponibilitat hídrica des de sembra fins a antesi, période en el qual es determina el nombre degrans per m2. La presència d'una interacció GXE de tipus qualitatiu pel rendiment, així com lesrelacions fluctuants entre rendiment i A, depenent de la intensitat de l'estrès hídric, suggereixenque la tolerància a la sequera i l'elevat potencial de rendiment son conceptes antagònics en ordi. / La cebada (Hordeum vulgäre L.) es un cereal de zonas templadas ampliamente cultivadoen climas mediterráneos. Se desarrolla favorablemente en zonas de pluviometría media anualsuperior a 250 mm. Durante las últimas décadas, los incrementos en rendimiento debidos aactividades de mejora genética han sido poco importantes probablemente a causa de la limitaciónque la sequía y otros estreses abióticos ejercen sobre el crecimiento. Futuros incrementos puedenverse acelerados por un mejor conocimiento de los procesos que controlan el crecimiento ydesarrollo y que limitan la productividad de los genotipos en situaciones caracterizadas por lafalta de agua. En este contexto, las actividades de investigación en fisiología vegetal deberíantener un fuerte impacto, ya en un futuro próximo, en el incremento de la eficiencia de losprogramas de mejora tradicionales. La presente tesis pretende ampliar el conocimiento actual deaquellos factores que reducen el crecimiento, la productividad y la calidad de la cebada enambientes mediterráneos. Con este fin se ha evaluado en ensayos situados en la provincia deLérida (nordeste de España) y, ocasionalmente, en las provincias de Navarra (norte de España)y Valladolid (centro de España), un conjunto de diez genotipos de cebada (incluyendo dos y seiscarreras) que difieren en adaptación a ambientes semiáridos.Inicialmente, un conjunto de tres genotipos modernos y altamente productivos(Barberousse, Orria y Plaisant) fue utilizado para examinar el efecto que una reducción delsumidero reproductivo (número de granos por espiga) provocaba sobre el peso y el crecimientodel grano, la acumulación de carbohidratos y el transporte de nitrógeno en condiciones semiáridas(Capítulos I y II). Los incrementos en peso del grano obtenidos en respuesta a una reducción delsumidero del 50% fueron progresivamente superiores en aquellos ambientes con granos testigode menor peso. Por el contrario, el nitrógeno se acumuló uniformemente en todos los ambientesen respuesta a una reducción del sumidero. Estos resultados sugieren que el rendimiento final seencuentra fuertemente limitado, en ambientes productivamente pobres, por la disponibilidad decarbohidratos durante el llenado del grano, mientras que la acumulación de proteínas en el granoparece independiente de las condiciones ambientales en las que el llenado del grano tiene lugar.El grado de limitación ejercido por la fuente fue más elevado para los granos situados enespiguillas laterales de la espiga, con independencia de la disponibilidad de asimilados duranteel llenado del grano. Esta desventaja de los granos laterales de la espiga pudo atribuirseprincipalmente a tasas inferiores de acumulación de materia seca durante el llenado.La influencia de estreses abióticos tales como la sequía o las altas temperaturas en elproceso de llenado de los granos se examinó en detalle utilizando el conjunto de los diezgenotipos ensayados en doce ambientes (Capítulos III y IV). El objetivo final perseguidoconsistió en detectar variabilidad genética así como en determinar posibles mecanismosmorfofisiológicos de tolerancia a dichos estreses. Los posibles factores causantes de interaccióngenotipo-ambiente (G*E) en el peso del grano, la tasa y la duraoión de llenado se estudiaronmediante el uso de modelos estadísticos biaditivos. Se detectaron sensibilidades genotípicasdiferenciales en la tolerancia a la sequía y a las elevadas temperaturas de post-antesis para el pesofinal del grano, que se atribuyeron parcialmente a diferencias entre los grupos de cebadas de dosy seis carreras. La presencia de G*E para la tasa de llenado se explicó por el efecto conjunto devariables climáticas de pre-antesis, lo que sugirió que las diferencias genotípicas pudieran deberseparcialmente a diferencias en el balance fuente/sumidero entre cebadas de dos y seis carreras enantesis. La existencia de G*E para la duración del llenado pudo atribuirse principalmente adiferencias en fecha de antesis entre genotipos, indicando la existencia de cierta estrategia deescape causante de un alargamiento del periodo de llenado de algunos genotipos al final del ciclode cultivo.La relación entre rendimiento y discriminación isotópica del carbono (A) en granos seevaluó extensamente en un grupo de 22 ambientes (Capítulo V), y también se examinó laposibilidad de utilizar la concentración de cenizas en tejidos aéreos como substituto de A(Capítulo VI). La expresión genotipica del rendimiento fue condicionada por el ambiente de unaforma más acusada que la de A. La existencia de GXE para el rendimiento sugirió la presenciade una interacción cualitativa cuyo punto de cruce cabría situarlo aproximadamente enproductividades medias inferiores a 3 t ha"1. Por el contrario, la clasificación de genotipos paraA no cambió substancialmente con el ambiente. En general, aquellos genotipos con bajos valoresde A y, por tanto, con elevadas eficiencias de transpiración, fueron superiores en ambientes pocoproductivos (ambientes por debajo de 3 t ha"1), mientras que valores genotípicos de A elevadosse revelaron como ventajosos en ambientes de rendimientos medios y altos. Es probable que,cuando la sequía es moderada, un importante sumidero reproductivo, típico de cultivaresmodernos, fuerce la planta a incrementar su conductancia estomática y, en consecuencia, el aguatotal utilizada. Este fenómeno probablemente invierte la relación negativa esperada entre A ybiomasa o rendimiento cuando la disponibilidad de agua es un factor limitante. Por otra parte,XVllla concentración mineral en granos estuvo relacionada frecuentemente y de forma negativa conA, mientras que no se encontró relación entre la concentración mineral en paja y A. Estosresultados sugieren que la acumulación mineral en tejidos aéreos muestreados al final del ciclode cultivo es independiente de la eficiencia de transpiración durante el llenado del grano. Laconcentración de cenizas en granos podría utilizarse como criterio de selección complementarioa A en ambientes semiáridos, si bien es necesario un conocimiento fisiológico más profundo delos mecanismos que afectan a la acumulación de minerales en el grano.La sequía representa el principal factor limitante del crecimiento y la productividad de lacebada en los secanos semiáridos mediterráneos. En el presente estudio, las diferencias enproductividad en un conjunto de 22 ambientes pudieron atribuirse en gran medida a diferenciasparalelas en disponibilidad hídrica desde siembra hasta antesis, período en el cual se determinael número de granos por m2. La presencia de una interacción G*E de tipo cualitativo para elrendimiento, así como las relaciones fluctuantes entre rendimiento y A, dependiendo de laintensidad del estrés hídrico, sugieren que la tolerancia a la sequía y el elevado potencial derendimiento son conceptos antagónicos en cebada. / Barley (Hordeum vulgäre L.) is an important temperate cereal extensively cultivated inMediterranean climates. It can be grown successfully where the average annual rainfall exceeds250 mm. Yield improvement for Mediterranean areas during the last decades has been slowprobably due to the limitation that drought and other abiotic stresses exert on plant growth. Futureincreases in productivity may be accelerated by a better understanding of processes that controlgrowth and development and limit genotypic performance of barley provided water is scarce.Thus, physiological research should have a considerable impact in the near future in increasingthe efficiency of traditional breeding programs. This thesis focusses on widening currentphysiological knowledge of factors that curtail growth, productivity and quality of barley inMediterranean environments. To that end, a set often genetically diverse barley cultivare, whichincludes two- and six-rowed types differing in adaptation to semiarid environments, has beenextensively evaluated in rainfed environments located in the province of Lleida (NortheasternSpain) and, occasionally, in the provinces of Navarra (Northern Spain) and Valladolid (CentralSpain).A subgroup of three high yielding, modern six-rowed genotypes (Barberousse, Orria andPlaisant) was used initially to examine the effect of a decrease in the reproductive sink (i.e.,number of grains per spike) on individual grain weight and growth, carbohydrate accumulationand N uptake under semiarid conditions (Chapters I and II). Grain weight increases in responseto a 50% sink-reduction were progressively greater in environments with smaller control grains.On the contrary, N accumulated uniformly across environments in response to sink manipulation.These results suggest that grain yield is largely limited by carbohydrate supply (i.e., sourcelimited) during grain filling in poor rainfed environments, whereas protein accumulation intogrowing grains seems independent of the environmental conditions in which grain fillingdevelops. The degree of such limitation to grain growth was consistently higher for those grainsplaced in lateral spikelets of the barley ear, irrespective of the availability of assimilates for grainfilling. Such disadvantage of lateral grains could be ascribed mainly to lower dry matteraccumulation rates during grain filling.The influence of abiotic stresses such as drought or high temperature in the context of thegrain filling process was further examined for the complete set often genotypes grown in 12environments (Chapters III and IV). The final objective was to detect genetic variability and todetermine possible morphophysiological mechanisms for tolerance to these abiotic constraints.Possible factors underlying genotype by environment interaction (GxE) for individual grainweight (IGW), grain filling rate (GFR) and grain filling duration (GFD) were explored by meansof biadditive models. Differential genotypic sensitivities for IGW were found with respect topost-anthesis drought and elevated temperatures, which could be partially attributed to thedifference between two- and six-rowed barleys. GXE for GFR could be partially explained by thejoint effect of pre-anthesis climatic variables, suggesting that variation in genotypic behaviourfor this trait may be caused by differences in source/sink balance between two- and six-rowedgenotypes at anthesis. In addition, GXE for GFD seemed to be driven mainly by differences inanthesis date among genotypes, indicating the existence of an escape strategy lengthening thegrain filling period of selected culti vare at the end of the crop cycle.The relationship between grain yield and carbon isotope discrimination (A) of maturegrains was thoroughly evaluated in a large set of 22 environments (Chapter V), and the feasibilityof using ash concentration in aboveground tissues as a surrogate of A explored (Chapter VI). Thegenotypic expression for grain yield was considerably more affected by the environment than thatfor A. GXE for grain yield suggested the existence of a crossover point at below 31 ha"1, whereasgenotypic ranking for A did not changed substantially across environments. Overall, genotypeswith lower A and, thus, with higher transpiration efficiency (TE), performed better in lowyieldingenvironments, i.e., those below the crossover point, while a high genotypic A wasadvantageous in medium and high-yielding environments. It may be possible that, undermoderate drought, a large reproductive sink (typical of modern cultivars) force the plant toincrease its stomatal conductance and, consequently, its total water use. This phenomenonprobably overrides the expected negative relation between A and biomass or yield when wateris limiting. On the other hand, mineral concentration in mature grains was often negatively relatedto A, and mineral accumulation in vegetative tissues was unrelated to A. Both results suggest thatmineral accumulation in aboveground tissues, sampled at maturity, is independent of the plantTE during grain filling. Ash concentration in mature grains could be used as a complementarycriterion to A in semiarid environments, though a more accurate physiological understanding ofthe mechanisms underlying mineral accumulation in grains is still needed.Drought arises as the most limiting factor to barley growth and productivity in rainfedMediterranean environments. In the present study, differences in productivity in a set of 22environments could be attributed largely to concomitant differences in water availability forgrowth from sowing to anthesis, a period in which the number of grains m"2 is determined.Presence of a crossover G*E interaction for grain yield, as well as changing relationships betweenproductivity and A depending on the intensity of water stress, suggest that drought tolerance andyield potential are rather antagonistic concepts in barley.

Cereals are the basis of global agriculture providing more than half of the human food consumption. In Spain, barley is the main crop in terms of growing area, mostly in the poorest agricultural areas. In semiarid areas crop productivity is not only limited by drought, but also by high temperatures at the end of the growth cycle. An increased use of ‘local’ germplasm could lead to the selection of varieties adapted to specific regional conditions. The use of a barley variety like ‘Albacete’, with its proven adaptation to semiarid conditions, can be an excellent option. It has been hypothesized that the high popularity of ‘Albacete’ with farmers particularly in semi-arid areas where barley is grown under rain fed conditions, may be due to the presence of a special form of chromosomal interchange, a reciprocal translocation. This thesis provides a cytological, genetic and agronomic characterization of this reciprocal translocation.

Durant el període 1995-2002 Catalunya va patir una sequera prolongada que va afectar, en diferent grau, als sistemes fluvials de les Conques Internes Catalanes, especialment per la seva durada que va comprendre des d'un mínim de 2 anys en les conques del nord fins a 6 anys en les del sud. Dins aquest marc, aquesta tesi pretén estudiar l'efecte d'aquesta sequera sobre la qualitat físico-química, les comunitats de macroinvertebrats i els índexs biòtics emprats en el seguiment de la qualitat ecològica dels nostres rius, en concret en l'índex BMWPC, l'ASPT, el nombre de tàxons i l'índex EPT. També s'hi ha fet una actualització del BMWPC, i la predicció mitjançant descriptors ambientals del seu valor amb l'objectiu d'avaluar la integritat de les comunitats de macroinvertebrats en els punts de la xarxa de seguiment de les Conques Internes Catalanes (CIC). S'hi inclou també l'estudi de la variació interanual dels principals descriptors físics, químics i biològics analitzats per conques i separant-hi els paràmetres biològics de tots els altres, per la qual cosa s'ha empleat l'anàlisi de PCA i les distàncies de pertorbació obtingudes a partir d'aquestes anàlisis, d'acord amb la metodologia formulada per Sabater et al. (1991). Els resultats obtinguts mostren que els descriptors que s'han utilitzat són els adequats i aquests són, en part, els mateixos que recomana la Directiva Marc de l'Aigua. Es pot dir que l'efecte de sequera és més important especialment per les comunitats menys alterades i que les reduccions de cabal afecten tan a les estructures de les comunitats de macroinvertebrats (efecte parcialment apaivagat als rius regulats) com a la qualitat físico-química dels rius de les CIC. Pel que fa a l'índex BMWPC no ha mostrat cap davallada de seu valor en resposta a la sequera, ja que s'han mesurat durant tot el període uns valors iguals o un xic millors en funció de l'equilibri que s'obté entre els tàxons sensibles que desapareixen i els lenítics que s'incorporen a cada comunitat, la qual cosa fa que sigui un índex robust en front a la sequera. Per avaluar els canvis en l'estructura de les comunitats de macroinvertebrats és precís l'ús de l'índex ASPT, que valora la qualitat relativa de tota la comunitat i s'ha mostrat com a l'òptim per observar l'efecte de la llarga sequera soferta. En relació amb les distàncies de pertorbació s'ha confirmat que augmenten quan minven els cabals i decreixen quan aquests s'incrementen. / During the period between 1995 and 2002 Catalonia suffered a long lasting drought that affected in varying degrees the river system of the Catalan Internal Basins (CIB), especially in which refers to the time length, ranging from a minimum of two years in the north basins to six years in the southern ones. Within this framework, this thesis aims to study the effects of this drought on the physical-chemical quality, the macroinvertebrate communities and the biotic indices used in monitoring the ecological quality of our rivers. Particularly the BMWPC, EPT, ASPT and richness (number of taxa) indexes were used.The update of the BMWPC, and the prediction of the index changes through environmental descriptors of its value in order to evaluate the integrity of the macroinvertebrate communities in the different points of the control network monitoring the CIB have also been made. The interannual variation of the main physical, chemical and biological descriptors by basins was performed, and analysed by separating the biological parameters from all others. For it, the PCA analysis has been used and the disturbance distances in accordance with the methodology formulated by Sabater et al. (1991) were established.The results obtained show that the descriptors used are suitable and are partially the same ones that the Water Framework Directive recommends. The drought effect is important especially for the less altered communities and the flow reductions affect both the structures of the macroinvertebrates communities (effect partially appeased in the regulated rivers) and the physico-chemical quality of the rivers and the CIB.The BMWPC index has not been showing any decrease of its value in relation to the drought. It is to note that it has been measured during periods with equal or slightly better values in terms of the balance achieved between disappearing sensitive taxa and lentic taxa being incorporated into each community, Then the index, proved to be robust in drought conditions. To assess changes in the structure of the macroinvertebrate communities it is necessary to use the ASPT index which establishes the relative quality of the whole community. It has also been proved to be the optimum index to use in order to study the effect of the drought suffered. In relation to the distances from disturbance, it has been confirmed that they have increased when the flows diminished and decreased when flow increased.

La sequera és una de les majors limitacions per a l’agricultura en general, factor que pot incrementar d’acord amb les prediccions del canvi climàtic. Per això, reduir l’ús de l’aigua en el reg i augmentar l’eficiència en l’ús de l’aigua (EUA) constitueix una de les majors prioritats per aconseguir una agricultura sostenible. L’EUA és un balanç entre guanys de biomassa i les despeses d’aigua. Aquesta Tesi s’ha centrat en l’estudi de 3 dels processos fisiològics que afecten a l’ús de l’aigua i a la producció de la planta en el cas de la vinya, i que per tant poden ser considerats factors potencials per millorar l’EUA: (1) conductància del mesòfil, (2) transpiració nocturna (3) respiració. Els resultats d’aquesta Tesi revelen que la conductància del mesòfil i la respiració són els principals components per millorar l’EUA permetent millorar l’assimilació de carboni o minimitzant les pèrdues del carboni fixat per la fotosíntesis

Amb l'objectiu d'analitzar com la biodiversitat i l'adaptació al clima mediterrani es tradueixen en una diversitat de trets ecofisiològics i la seva resposta a la sequera, i d'estudiar si aquesta diversitat està relacionada amb formes de creixement i amb la història evolutiva de les espècies, es van seleccionar 24 espècies mediterrànies de les Illes Balears. Es va analitzar la capacitat germinativa, els efectes de la sequera en el creixement de plàntules, respostes ecofisiològiques a la sequera a nivell foliar i l'adaptació de l'especificitat de la Rubisco. Es va observar una elevada variabilitat entre espècies, la meitat de la qual associada a les diferents formes de creixement. No s'observà cap diferenciació entre les espècies endèmiques i les no endèmiques. Aquesta elevada diversitat en els trets ecofisiològics i la seva resposta a la sequera suposa un recurs potencial per identificar caràcters adaptatius i un banc genètic per millorar la productivitat de cultius. / Con el objetivo de analizar como la biodiversidad y la adaptación al clima mediterráneo se traducen en una diversidad de caracteres ecofisiológicos y su respuesta a la sequía, y de estudiar si esta diversidad está relacionada con formas de crecimiento y con la historia evolutiva de las especies, se seleccionaron 24 especies mediterráneas de las Islas Baleares. Se analizaron la capacidad germinativa, los efectos de la sequía sobre el crecimiento de las plántulas, las respuestas ecofisiológicas a la sequía a nivel foliar y la adaptación de la especificidad de la Rubisco. Se observó una elevada variabilidad entre especies, la mitad de la cual asociada a las diferentes formas de crecimiento. No se encontraron diferencias entre las especies endémicas y las no endémicas. Esta elevada biodiversidad en respuesta a la sequía supone un recurso potencial para identificar caracteres adaptativos y un banco genético para la mejora de la productividad de cultivos. / The objectives of this work were to analyze how biodiversity and adaptation to Mediterranean climate is reflected in a diversity of ecophysiological traits and their responses to drought, and to study whether such diversity was related to growth forms and endemicity. The analysis covered the germination capacity, the effects of drought on seedling growth, the leaf ecophysiological responses to drought, and the adaptation of Rubisco specificity, in 24 Mediterranean species from the Balearic Islands. A wide range of variation has been observed among the species, with about half of this variability associated to different growth forms. However, no differentiation was found between endemic and non-endemic species of the Balearic Islands. The high diversity in the ecophysiological traits and their responses to drought found among Mediterranean species must be considered as a 'resource' to identify target adaptive traits for breeding plans, but also as a genetic bank to improve crop productivity.