Tesis Doctorals en Xarxa
Not a member yet
46997 research outputs found
Sort by
Sleep and Circadian Rest-Activity Rhythm Trajectories Following a Critical Illness: A Longitudinal Post-Intensive Care Unit Study
No full textLes alteracions del son i del ritme circadià són freqüents en els supervivents de malalties crítiques per COVID-19, especialment després de ventilació mecànica invasiva (VMI) i estada a la UCI. Aquesta tesi va avaluar longitudinalment l’evolució del son i de la salut circadiana després de l’alta hospitalària. Es van dur a terme estudis prospectius i observacionals amb avaluacions repetides de funció respiratòria, neurocognició, son i ritmes d’activitat-repòs. Els pacients amb apnea obstructiva del son van mostrar més risc de disfunció metabòlica, inflamació (IL-6 elevada), deteriorament cognitiu i alteració de la difusió pulmonar. Un 43% va reportar mala qualitat del son als 12 mesos, associada a l’estada i a la VMI. Es van identificar tres trajectòries de recuperació del son i una recuperació circadiana parcial, afectada per la gravetat i la durada de l’hospitalització. Les alteracions del son i del ritme circadià són persistents i heterogènies, i requereixen un abordatge multidisciplinari i seguiment prolongat.Las alteraciones del sueño y del ritmo circadiano son frecuentes en los supervivientes de enfermedades críticas por COVID-19, especialmente tras ventilación mecánica invasiva (VMI) y estancia en UCI. Esta tesis evaluó longitudinalmente la evolución del sueño y la salud circadiana después del alta hospitalaria. Se desarrollaron estudios prospectivos y observacionales con evaluaciones repetidas de función respiratoria, neurocognición, sueño y ritmos de actividad-reposo. Los pacientes con apnea obstructiva del sueño mostraron mayor riesgo de disfunción metabólica, inflamación (IL-6 elevada), deterioro cognitivo y alteración de la difusión pulmonar. Un 43% reportó mala calidad del sueño a los 12 meses, asociada a la estancia y a la VMI. Se identificaron tres trayectorias de recuperación del sueño y una recuperación circadiana parcial, afectada por la gravedad y duración de la hospitalización. Las alteraciones del sueño y ritmo circadiano son persistentes y heterogéneas, y requieren un abordaje multidisciplinario y seguimiento prolongado.Sleep and circadian rhythm disturbances are common among survivors of critical COVID-19 illness, particularly following invasive mechanical ventilation (IMV) and ICU stay. This thesis longitudinally evaluated the evolution of sleep and circadian health after hospital discharge. Prospective and observational studies were conducted with repeated assessments of respiratory function, neurocognition, sleep, and rest-activity rhythms. Patients with obstructive sleep apnea showed greater risk of metabolic dysfunction, inflammation (elevated IL-6), cognitive impairment, and reduced pulmonary diffusing capacity. At 12 months, 43% reported poor sleep quality, associated with ICU stay and IMV duration. Three distinct sleep recovery trajectories were identified, and circadian recovery occurred only partially, being negatively influenced by illness severity and hospitalization length. Sleep and circadian rhythm alterations are persistent and heterogeneous, underscoring the need for multidisciplinary management and long-term follow-up to optimize recovery
Identificació de biomarcadors biomètrics i proteics del rendiment cognitiu en els trastorns psicòtics incipients i en la síndrome metabòlica amb sobrepès/obesitat
No full textVam identificar biomarcadors biomètrics i proteics per facilitar la detecció precoç de la disfunció cognitiva en persones amb trastorns psicòtics i en persones amb alteracions metabòliques. En primer lloc, vam explorar la interacció entre el sobrepès i el sexe pel que fa al rendiment cognitiu en persones amb un primer episodi psicòtic (PEP). Vam observar que les dones amb sobrepès tenien pitjor rendiment en velocitat de processament, memòria verbal, raonament, resolució de problemes i funció global, mentre que en els homes no vam apreciar cap diferència. En segon lloc, vam quantificar 92 proteïnes en sang de persones d’edat avançada amb sobrepès/obesitat i síndrome metabòlica (submostra de la cohort PREDIMED-Plus), i vam explorar la seva associació amb el rendiment cognitiu. Nivells elevats de sis proteïnes (LRPAP1, HAGH, SIGLEC9, MDGA1, IL12 i EDA2R) es van associar a un rendiment cognitiu baix, suggerint un perfil proteic plasmàtic com a possible marcador de disfunció cognitiva en persones amb alteracions metabòliques. Finalment, vam mesurar les mateixes 92 proteïnes en sang de controls sans, persones en estat mental d’alt risc (EMAR) i persones amb un PEP i vam explorar la seva associació amb els diagnòstics, la simptomatologia, i el rendiment cognitiu. Vam trobar nivells elevats de CPA2 en EMAR i PEP, i de 31 proteïnes més (entre elles GFRA1) només en PEP. Les proteïnes diferencialment expressades estan implicades en processos com la mielinització i el guiatge axonal, i vam identificar associacions dels nivells d’algunes proteïnes amb el rendiment cognitiu i amb la simptomatologia. Això ens permet concloure que tant el sobrepès com els nivells d’algunes proteïnes en sang estan associats al rendiment cognitiu en aquestes poblacions. Tot i això, cal validar els resultats en cohorts més àmplies i longitudinals per consolidar-los com a biomarcadors.Identificamos biomarcadores biométricos y proteicos para facilitar la detección precoz de la disfunción cognitiva en personas con trastornos psicóticos y en personas con alteraciones metabólicas. En primer lugar, exploramos la interacción entre el sobrepeso y el sexo con relación al rendimiento cognitivo en personas con un primer episodio psicótico (PEP). Observamos que las mujeres con sobrepeso presentaban un peor rendimiento en velocidad de procesamiento, memoria verbal, razonamiento, resolución de problemas y funcionamiento global, mientras que en los hombres no se apreciaron diferencias. En segundo lugar, cuantificamos 92 proteínas en sangre de personas mayores con sobrepeso/obesidad y síndrome metabólico (submuestra de la cohorte PREDIMED-Plus), y exploramos su asociación con el rendimiento cognitivo. Niveles elevados de seis proteínas (LRPAP1, HAGH, SIGLEC9, MDGA1, IL12 y EDA2R) se asociaron a un bajo rendimiento cognitivo, lo que sugiere un perfil proteico plasmático como posible marcador de disfunción cognitiva en personas con alteraciones metabólicas. Finalmente, medimos las mismas 92 proteínas en sangre de controles sanos, personas en estado mental de alto riesgo (EMAR) y personas con un PEP, y exploramos su asociación con los diagnósticos, la sintomatología y el rendimiento cognitivo. Encontramos niveles elevados de CPA2 en EMAR y PEP, y de otras 31 proteínas (entre ellas GFRA1) solo en PEP. Las proteínas diferencialmente expresadas están implicadas en procesos como la mielinización y el guiaje axonal, y se identificaron asociaciones entre los niveles de algunas proteínas y el rendimiento cognitivo y la sintomatología. Esto nos permite concluir que tanto el sobrepeso como los niveles de ciertas proteínas en sangre están asociados con el rendimiento cognitivo en estas poblaciones. Sin embargo, es necesario validar los resultados en cohortes más amplias y longitudinales para consolidarlos como biomarcadores.We identified biometric and proteomic biomarkers to facilitate early detection of cognitive dysfunction in individuals with psychotic disorders and those with metabolic alterations. First, we explored the interaction between overweight and sex in relation to cognitive performance in individuals experiencing a first episode of psychosis (FEP). We observed that overweight women showed poorer performance in processing speed, verbal memory, reasoning, problem-solving, and global cognitive functioning, whereas no such differences were found in men. Second, we quantified 92 proteins in blood of older adults with overweight/obesity and metabolic syndrome (a subsample from the PREDIMED-Plus cohort) and explored their association with cognitive performance. Elevated levels of six proteins (LRPAP1, HAGH, SIGLEC9, MDGA1, IL12, and EDA2R) were associated with lower cognitive performance, suggesting that a specific plasma proteomic profile could serve as a potential biomarker of cognitive dysfunction in individuals with metabolic disturbances. Finally, we measured the same 92 proteins in blood samples from healthy controls, individuals in at-risk mental state (ARMS), and those with FEP, and explored their association with diagnosis, symptomatology, and cognitive performance. We found elevated levels of CPA2 in both ARMS and FEP groups, and 31 additional proteins (including GFRA1) exclusively elevated in FEP. Differentially expressed proteins were involved in processes such as myelination and axon guidance, and several protein levels were associated with both cognitive performance and clinical symptoms. These findings support the notion that both overweight and certain blood protein levels are associated with cognitive performance in these populations. However, further validation in larger and longitudinal cohorts is needed to confirm their utility as biomarkers."Universitat Rovira i Virgili. Programa de doctorat en Salut, Psicologia i Psiquiatria
Lleure organitzat i vulnerabilitat urbana. El rol de les polítiques locals i les comunitats en l'organització de l'educació fora escola
No full textAquesta tesi investiga la participació extraescolar en la mitjana infància en contextos de vulnerabilitat urbana i la seva transformació per l’acció de les polítiques que promouen el lleure educatiu públic a les escoles. La recerca s’inscriu en un Programa de Doctorat Industrial dut a terme en el Pla de Barris de l’Ajuntament de Barcelona. En aquest marc, es plantegen les qüestions de com s’organitza l’educació fora escola abans i després de la implementació de la política; quins factors territorials i vinculats a l’estatus migratori de les famílies influeixen en aquestes configuracions; i en quines condicions les polítiques locals amplien l’accés al lleure organitzat en un entorn multicultural i marcat per desigualtats interconnectades.
Per donar-hi resposta, la recerca s’estructura en tres estudis complementaris, fonamentats en diferents estratègies metodològiques. El primer és un estudi etnogràfic sobre l’educació diaspòrica de les minories etnicoreligioses a l’extraradi de Barcelona. El segon explora els perfils de participació extraescolar a Barcelona a partir d’una enquesta i de l’anàlisi de perfils latents definits pel temps que els infants dediquen a la pràctica de lleure organitzat dins i fora de l’escola, en espais públics, privats, comunitaris i domiciliats. Aquest enfocament permet identificar desigualtats en l’accés a l’oferta de més intensitat i major inclusió socioespacial. Finalment, el tercer estudi combina una enquesta i treball qualitatiu per avaluar la implementació d’un programa d’activitats extraescolars artístiques i tecnocientífiques a les escoles en el marc del Pla de Barris de Barcelona. Els tres estudis parteixen d’un model d’anàlisi de provisió mixta, que observa com les famílies, comunitats, institucions públiques i de mercat es reparteixen les responsabilitats en el lleure de manera dinàmica.
Els resultats descriuen com les famílies compensen les limitacions d’una oferta extraescolar parcial i fragmentada combinant diferents agents i lògiques de provisió. Les iniciatives educatives comunitàries de les organitzacions etnicoreligioses cobreixen àmbits complexos d’integració intergeneracional. El lleure a l’escola contribueix a reduir la manca d’accés a l’oferta de mercat més segmentada, malgrat oferir activitats de menor intensitat i presentar possibles bretxes de reconeixement envers el capital cultural de la diversitat de famílies. Tot i així, l’escola disposa de mecanismes que amplien la participació i modifiquen les tries cap al lleure, mitjançant la introducció de rutines d’intermediació informativa, l’establiment de xarxes amb actors socioeducatius del barri, la negociació del sentit de les activitats amb els pares i mares i la generació d’espais d’inclusió. Així, es conclou que la política de barri és més efectiva quan l’escola funciona com una infraestructura social urbana, connectant la comunitat escolar amb els recursos municipals i generant capital social linking.Esta tesis investiga la participación extraescolar en la mediana infancia en contextos de vulnerabilidad urbana y su transformación por efecto de las políticas que promueven el ocio educativo en las escuelas. La investigación se inscribe en un Programa de Doctorado Industrial llevado a cabo en el Pla de Barris del Ayuntamiento de Barcelona. En este marco, se plantean las cuestiones de cómo se organiza la educación fuera de la escuela antes y después de la implementación de la política; qué factores territoriales y vinculados al estatus migratorio de las familias influyen en estas configuraciones; y en qué condiciones las políticas locales amplían el acceso al ocio organizado en un entorno multicultural y marcado por desigualdades interconectadas.
Para dar respuesta a estas preguntas, la investigación se estructura en tres estudios complementarios, fundamentados en diferentes estrategias metodológicas. El primero es un estudio etnográfico sobre la educación diaspórica de las minorías étnico-religiosas en el extrarradio de Barcelona. El segundo explora los perfiles de participación extraescolar en la ciudad a partir de una encuesta y del análisis de perfiles latentes definidos por el tiempo que los niños y niñas dedican a la práctica de ocio organizado dentro y fuera de la escuela, en espacios públicos, privados, comunitarios y domiciliados. Este enfoque permite identificar desigualdades en el acceso a la oferta de mayor intensidad e inclusión socioespacial. Finalmente, el tercer estudio combina una encuesta y técnicas cualitativas para evaluar la implementación de un programa de actividades extraescolares artísticas y tecnocientíficas en las escuelas en el marco del Pla de Barris de Barcelona. Los tres estudios parten de un modelo de análisis de provisión mixta, que observa cómo las familias, comunidades, instituciones públicas y de mercado se reparten dinámicamente las responsabilidades en el ocio organizado.
Los resultados describen cómo las familias compensan las limitaciones de una oferta extraescolar parcial y fragmentada combinando agentes y lógicas de provisión. Las iniciativas educativas comunitarias de las organizaciones étnico-religiosas cubren ámbitos complejos de integración intergeneracional. Las actividades extraescolares en la escuela contribuyen a reducir la falta de acceso a la oferta de mercado más segmentada, a pesar de ofrecer actividades de menor intensidad y de presentar posibles brechas de reconocimiento hacia el capital cultural de la diversidad de familias. Aun así, la escuela dispone de mecanismos que amplían la participación y modifican las elecciones hacia el ocio organizado, mediante la introducción de rutinas de intermediación informativa, el establecimiento de redes con actores socioeducativos del barrio, la negociación del sentido de las actividades con los padres y madres, y la generación de espacios de inclusión. Así, se concluye que la política de barrio es más efectiva cuando la escuela funciona como una infraestructura social urbana, conectando a la comunidad escolar con los recursos municipales y generando capital social linking.This thesis examines participation in extracurricular activities and organised leisure in middle childhood in contexts of urban vulnerability and how it is transformed by extended school policies. The research is part of an Industrial Doctorate Programme conducted within the area-based initiative Pla de Barris (Neighbourhood Plan) of the Barcelona City Council. It addresses three main questions: how extended education is organised before and after the policy’s implementation; which territorial factors and families’ migration status shape these configurations; and under what conditions local policies expand access to organised leisure in a multicultural environment marked by intersecting inequalities.
To answer these questions, the dissertation draws on three complementary studies grounded in diverse methodological strategies. The first is an ethnographic study of the diasporic education of ethno-religious minorities in Barcelona’s outskirts. The second explores the patterns of extracurricular participation in the city based on a survey and latent-profile analysis defined by the time children devote to organised leisure inside and outside school, across public, private, community and home-based settings. This approach reveals inequalities in access to more intensive and socio-spatially inclusive opportunities. The third combines a survey and qualitative fieldwork to evaluate the implementation of an arts and STEM programme in schools within the Pla de Barris policy. Together, these studies adopt a mixed-provision analytical model that explores how families, communities, public institutions and market actors dynamically share responsibility for organised leisure.
The findings reveal educational strategies in a multicultural context and show how families compensate for a partial and fragmented neighbourhood extracurricular supply by mobilising different agents and logics of provision. Community educational initiatives led by ethno-religious organizations address complex forms of intergenerational integration. School-based extracurricular activities help mitigate unequal access to the more segmented market offer, despite involving lower-intensity activities and potential recognition gaps with respect to the cultural capital of diverse families. Even so, schools activate mechanisms that broaden participation and reshape leisure choices by introducing routines of informational brokering, building networks with neighbourhood socio-educational actors, engaging in sense-making about extracurricular activities with parents, and creating inclusive spaces in school. The dissertation concludes that area-based policy is most effective when schools function as urban social infrastructures, connecting the school community with municipal resources and generating linking social capital.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Ciència Política, Polítiques Públiques i Relacions Internacional
Advances in the conceptualization of Adjustment disorder and its treatment using technologies
No full textCompendi d'articlesThis thesis aims to advance the conceptualization of Adjustment disorder (AjD), one of the most frequent diagnoses in clinical practice. Chapter 1 presents the first Spanish validation of a questionnaire for AjD. Chapter 2 presents the results of a cross-sectional observational study with the general Spanish population. Chapter 3 describes the results of a systematic review and preliminary meta-analysis of technology-based interventions for AjD. Chapters 4 to 6 focus on analyzing the feasibility of a blended treatment for AjD that combines an internet-based intervention with videoconference sessions with a therapist. Specifically, Chapter 4 presents the feasibility study protocol, Chapter 5 includes the results of this trial, and Chapter 6 explores feasibility from the therapists' point of view using a qualitative methodology.Programa de Doctorat en Psicologi
Diversos avances técnicos para la experimentación en fisiología vegetal
No full text[spa] El avance del conocimiento en fisiología vegetal — como en muchas otras disciplinas— ha estado históricamente vinculado al progreso de la tecnología disponible. Desde la imprenta de Gutenberg, que permitió la difusión de los primeros tratados de botánica, hasta las tecnologías contemporáneas como la edición genética mediante CRISPR-Cas9, las innovaciones tecnológicas han abierto la puerta a nuevos enfoques, observaciones y descubrimientos. A lo largo de los siglos, hitos como la invención del herbario, el microscopio compuesto, el eudiómetro, el auxanómetro o la cromatografía, entre otros, han transformado el modo en que se estudia el funcionamiento de los vegetales. La presente tesis se inscribe en esa tradición de progreso científico impulsado por la innovación tecnológica, proponiendo el diseño y validación de dispositivos personalizados para abordar desafíos actuales de importancia crítica: el cambio climático, la sostenibilidad agrícola y la resiliencia vegetal frente al estrés ambiental.
El objetivo general de esta Tesis fue desarrollar dispositivos tecnológicos innovadores, diseñados para ofrecer novedosas soluciones prácticas y versátiles a problemas experimentales complejos. Para ello, se establecieron tres objetivos específicos, cada uno de los cuales dio lugar a un prototipo experimental diseñado, construido y validado por el doctorando.
En primer lugar, se adaptó y perfeccionó un permeámetro previamente desarrollado por el mismo doctorando en su Trabajo Final de Máster, transformándolo en un equipo capaz de medir simultáneamente el intercambio de O₂, CO₂ y H2OV a través de membranas vegetales, especialmente cutículas. Presentado como modelo de utilidad ante la OEPM, el dispositivo ha sido validado experimentalmente y utilizado en estudios de fisiología postcosecha, proponiéndose como herramienta clave para entender el papel de las propiedades cuticulares en la conservación de variedades hortícolas de larga vida útil.
En segundo lugar, se diseñó un dispositivo termoeléctrico portátil para inducir y cuantificar el estrés térmico en tejidos fotosintéticos. Basado en tecnología peltier, permite simular condiciones extremas de frío o calor, tanto en laboratorio como en campo. Ha demostrado su utilidad en campañas realizadas en ambientes remotos como la Antártida, los Andes o el Ártico. El dispositivo, patentado a nivel nacional y con solicitud internacional, se ha integrado ya en diversos proyectos centrados en ecofisiología vegetal y evolución de la tolerancia al estrés.
En tercer lugar, se desarrolló un sistema económico y escalable para simular olas de calor en condiciones reales de campo. Utiliza calentadores infrarrojos controlados por un microordenador y sensores integrados en “hojas artificiales”, permitiendo reproducir patrones térmicos sin alterar variables como la luz, el viento o la humedad. Este sistema permite nuevas líneas de investigación sobre el impacto térmico en la fisiología vegetal, su interacción con el estrés hídrico y su incorporación en modelos predictivos de respuesta vegetal.
Todos los dispositivos han sido validados experimentalmente y han generado resultados relevantes, muchos de ellos ya presentados o en proceso de publicación en artículos, congresos, tesis doctorales y trabajos académicos. Dos de los tres prototipos han sido protegidos legalmente, lo cual avala su originalidad y potencial de transferencia.
En conjunto, esta tesis demuestra que la innovación tecnológica puede actuar como motor del conocimiento científico, al crear herramientas adaptadas a los nuevos desafíos del estudio vegetal en un mundo en transformación. A través de una combinación de rigor metodológico, diseño experimental y visión aplicada, el trabajo culmina con el desarrollo de tres dispositivos que no solo abren nuevas posibilidades en la investigación en fisiología vegetal, sino que consolidan una línea de trabajo con impacto directo en la sostenibilidad agrícola, la seguridad alimentaria y la adaptación al cambio climático.[cat] L’avenç del coneixement en fisiologia vegetal —com en moltes altres disciplines— ha estat històricament vinculat al progrés de la tecnologia disponible. Des de la impremta de Gutenberg, que va permetre la difusió dels primers tractats botànics, fins a tecnologies contemporànies com l’edició genètica mitjançant CRISPR-Cas9, les innovacions tecnològiques han obert la porta a nous enfocaments, observacions i descobriments. Al llarg dels segles, fites com la invenció dels herbaris, el microscopi compost, l’eudiómetre, l’auxanòmetre i la cromatografia, entre d’altres, han transformat la manera com s’estudia el funcionament de les plantes. Aquesta tesi s’inscriu en aquesta tradició de progrés científic impulsat per la innovació tecnològica, proposant el disseny i la validació de dispositius a mida per afrontar reptes actuals d’importància crítica: el canvi climàtic, la sostenibilitat agrícola i la resiliència vegetal davant l’estrès ambiental.
L’objectiu general d’aquesta tesi ha estat desenvolupar dispositius tecnològics innovadors dissenyats per oferir solucions pràctiques i versàtils a problemes experimentals complexos. Per assolir aquest objectiu, es van establir tres objectius específics, cadascun dels quals va donar lloc a un prototip experimental dissenyat, construït i validat pel doctorand.
En primer lloc, es va adaptar i perfeccionar un permeàmetre prèviament desenvolupat pel candidat durant el seu Treball de Fi de Màster, transformant-lo en un dispositiu capaç de realitzar mesures simultànies de l’intercanvi d’O₂, CO₂ i H₂Ov a través de membranes vegetals, especialment cutícules. Presentat com a model d’utilitat davant l’Oficina Espanyola de Patents i Marques (OEPM), el dispositiu ha estat validat experimentalment i utilitzat en estudis de fisiologia postcollita. Es proposa com una eina clau per entendre el paper de les propietats cuticulars en la conservació de varietats hortícoles de llarga vida útil.
En segon lloc, es va dissenyar un dispositiu termoelèctric portàtil per induir i quantificar l’estrès tèrmic en teixits fotosintètics. Basat en tecnologia peltier, permet simular condicions extremes de fred o calor tant en entorns de laboratori com de camp. La seva utilitat ha estat demostrada en campanyes realitzades en entorns remots com l’Antàrtida, els Andes i l’Àrtic. El dispositiu, protegit mitjançant una patent nacional i una sol·licitud internacional, ja ha estat integrat en diversos projectes de recerca centrats en ecofisiologia vegetal i en l’evolució de la tolerància a l’estrès.
En tercer lloc, es va desenvolupar un sistema econòmic i escalable per simular onades de calor en condicions reals de camp. Utilitza calefactors d’infraroig controlats per un microordinador i sensors integrats en “fulles artificials”, permetent reproduir patrons tèrmics sense alterar altres variables com la llum, el vent o la humitat. Aquest sistema possibilita noves línies de recerca sobre l’impacte tèrmic en la fisiologia vegetal, la seva interacció amb l’estrès hídric i la seva incorporació en models predictius de resposta vegetal.
Tots tres dispositius han estat validats experimentalment i han generat resultats rellevants, molts dels quals ja han estat presentats o es troben en procés de revisió en articles, congressos, tesis doctorals i treballs acadèmics. Dos dels tres prototips han estat protegits legalment, fet que n’avala l’originalitat i el potencial de transferència.
En conjunt, aquesta tesi demostra que la innovació tecnològica pot actuar com a motor del coneixement científic mitjançant la creació d’eines adaptades als nous reptes de la recerca vegetal en un món en transformació. Gràcies a la combinació de rigor metodològic, disseny experimental i visió aplicada, aquest treball culmina amb el desenvolupament de tres dispositius que no només obren noves possibilitats per a la recerca en fisiologia vegetal, sinó que consoliden una línia de treball amb un impacte directe en la sostenibilitat agrícola, la seguretat alimentària i l’adaptació al canvi climàtic.[eng] The advancement of knowledge in plant physiology—as in many other disciplines—has historically been linked to the progress of the available technology. From Gutenberg’s printing press, which enabled the dissemination of the earliest botanical treatises, to contemporary technologies such as CRISPR-Cas9 gene editing, technological innovations have opened the door to new approaches, observations, and discoveries. Over centuries, milestones such as the invention of herbariums, the compound microscope, the eudiometer, the auxanometer, and chromatography, among others have transformed the way plant functioning is studied. This thesis is part of that tradition of scientific progress driven by technological innovation, proposing the design and validation of custom-made devices to tackle current challenges of critical importance: climate change, agricultural sustainability, and plant resilience under environmental stress.
The general objective of this Thesis was to develop innovative technological devices designed to provide novel practical and versatile solutions to complex experimental problems. To achieve this, three specific objectives were created, each resulting in an experimental prototype designed, built, and validated by the Ph D candidate.
First, a permeameter previously developed by the candidate during his Master’s Thesis was adapted and refined, transforming it into a device capable of performing simultaneous measurements of the exchange of O₂, CO₂, and H₂Ov across plant membranes, particularly cuticles. Submitted as a utility model to the Spanish Patent and Trademark Office (OEPM), the device has been experimentally validated and used in postharvest physiology studies. It is proposed as a key tool for understanding the role of cuticular properties in the preservation of long shelf-life horticultural varieties.
Second, a portable thermoelectric device was designed to induce and quantify thermal stress in photosynthetic tissues. Based on peltier technology, it can simulate extreme cold or heat conditions in both laboratory and field environments. Its usefulness has been demonstrated in field campaigns carried out in remote environments such as Antarctica, the Andes, and the Arctic. The device, protected under a national patent and international application, has already been integrated into various research projects focused on plant ecophysiology and the evolution of stress tolerance.
Third, an economical and scalable system was developed to simulate heatwaves under real field conditions. It uses infrared heaters controlled by a microcomputer and sensors embedded in “artificial leaves,” allowing the reproduction of thermal patterns without altering other variables such as light, wind, or humidity. This system enables new lines of research on thermal impact on plant physiology, its interaction with water stress, and its incorporation into predictive models of plant responses.
All three devices have been experimentally validated and have yielded relevant results, many of which have already been presented or are currently under review in articles, conferences, doctoral theses, and academic works. Two of the three prototypes have been legally protected, attesting to their originality and potential for transfer.
Overall, this thesis demonstrates that technological innovation can act as a driving force for scientific knowledge by creating tools tailored to the new challenges of plant research in a changing world. Through a combination of methodological rigor, experimental design and applied vision, this work culminates in the development of three devices that not only open new possibilities in plant physiology research but also consolidate a line of work with direct impact on agricultural sustainability, food security, and climate change adaptation.Doctorat en Biologia de les Plante
The effect of prenatal pollution exposure on children neurodevelopment
No full textEls contaminants ambientals, incloent-hi els metalls pesants i els contaminants orgànics persistents (POPs), representen riscos importants per a la salut humana, especialment durant períodes crítics de desenvolupament com l'embaràs. L'exposició prenatal a aquests contaminants s'ha relacionat amb efectes adversos en la salut tant de les mares com dels seus fetus en desenvolupament. Entendre l'exposició a la contaminació és fonamental per al desenvolupament d'estratègies de prevenció efectives.L'objectiu principal d'aquesta tesi és descriure la concentració de metalls pesants en l'orina i la ingesta dietètica de metalls i COPs en dones embarassades, així com avaluar els possibles impactes en la salut del desenvolupament neuroconductual de la descendència a causa de l'exposició prenatal a aquests contaminants, utilitzant dades de l'estudi ECLIPSES (Espanya). L'exposició prenatal a tòxics impacta negativament en el neurodesenvolupament de descendència. És fonamental implementar mesures per reduir l'exposició materna durant l'embaràs per protegir el desenvolupament de la descendència.Los contaminantes ambientales, incluidos los metales pesados y los contaminantes orgánicos persistentes (POPs), representan riesgos significativos para la salud humana, especialmente durante períodos críticos de desarrollo como el embarazo. La exposición prenatal a estos contaminantes se ha asociado con efectos adversos en la salud tanto de las madres como de sus fetos en desarrollo. Comprender la exposición a la contaminación es fundamental para desarrollar estrategias de prevención eficaces. El objetivo principal de esta tesis es describir la concentración de metales pesados en orina y la ingesta dietética de metales y COPs en mujeres embarazadas, así como evaluar los posibles impactos en la salud del desarrollo neuroconductual de la descendencia debido a la exposición prenatal a estos contaminantes, utilizando datos del estudio ECLIPSES (España). La exposición prenatal a tóxicos impacta negativamente en el neurodesarrollo de descendencia. Es fundamental implementar medidas para reducir la exposición materna durante el embarazo con el fin de proteger el desarrollo de la descendencia."Universitat Rovira i Virgili. Programa de doctorat en Biomedicina
Refinamiento de procedimientos experimentales en el cerdo: inmovilización y antinocicepción intraquirúrgica
No full textEl refinament dels procediments experimentals té com a objectiu minimitzar el dolor i l’estrès dels animals utilitzats en recerca, millorant el seu benestar i assegurant la qualitat científica dins del marc ètic de les tres R: reemplaçament, reducció i refinament. En aquest estudi es van dur a terme dos experiments. En el primer, amb 20 porcs socialitzats i habituats prèviament a una hamaca de contenció, es va mesurar l’estrès mitjançant els nivells de cortisol salival, suggerint que la contenció no incrementava aquests nivells, tot i observar-se conductes associades a estrès. Aquest resultat suggereix que els animals podrien haver desenvolupat una estratègia d’adaptació al procediment. En un segon experiment, amb 21 porcs, es van avaluar quatre protocols antinociceptius (LK, DLK, FLK, RLK) durant una cirurgia de paret abdominal. Tots van resultar efectius; destaca, però, la combinació de lidocaïna–ketamina (LK), que va proporcionar una millor antinocicepció i una recuperació més ràpida. En conjunt, els resultats mostren que és possible controlar la nocicepció de manera eficient sense necessitat d’utilitzar opioides.El refinamiento de los procedimientos experimentales tiene como objetivo minimizar el dolor y el estrés de los animales utilizados en investigación, mejorando su bienestar y garantizando la calidad científica dentro del marco ético de las tres R: reemplazo, reducción y refinamiento. En este estudio se llevaron a cabo dos experimentos. En el primero, con 20 cerdos socializados y previamente habituados a una hamaca de contención, se midió el estrés mediante los niveles de cortisol salival, sugiriendo que la contención no incrementaba dichos niveles, pese a observarse conductas asociadas al estrés. Este resultado sugiere que los animales podrían haber desarrollado una estrategia de adaptación al procedimiento. En un segundo experimento, con 21 cerdos, se evaluaron cuatro protocolos antinociceptivos (LK, DLK, FLK, RLK) durante cirugía de pared abdominal. Todos resultaron efectivos; no obstante, destacó la combinación lidocaína–ketamina (LK), que proporcionó una mejor antinocicepción y una recuperación más rápida. En conjunto, los resultados muestran que es posible controlar la nocicepción de manera eficiente sin necesidad de utilizar opioides.The refinement of experimental procedures aims to minimize pain and stress in research animals, improving their welfare and ensuring scientific quality within the ethical framework of the 3Rs: replacement, reduction, and refinement. In this study, two experiments were conducted. In the first, twenty pigs that had been socialized and previously habituated to a restraint sling were assessed for stress through salivary cortisol levels, suggesting that restraint did not increase these levels, despite the observation of stress-associated behaviours. This result suggests that the animals may have developed an adaptive strategy to the procedure. In a second experiment involving twenty-one pigs, four antinociceptive protocols (LK, DLK, FLK, RLK) were evaluated during abdominal wall surgery. All protocols were effective; however, the lidocaine–ketamine (LK) combination provided superior antinociception and faster recovery. Overall, the results indicate that nociception can be effectively controlled without the need for opioid administration
“…Si breve, dos veces bueno”: Virginia Woolf i el pols dels camps literaris anglès i francès al paratext de la novel·la global
No full textPrograma de Doctorat en Estudis Lingüísitics, Literaris i Culturals[cat] Aquest treball se centra en l'estudi del paratext, i en especial de la sinopsi, com a artefacte, per tal d'observar el seu impacte en -o com reflexa- la ficció d'avui en dia i, més concretament, en relació al concepte de novel·la global, posant en diàleg els dos camps literaris que, podríem dir, es disputen el mercat literari internacional: l’anglòfon i el francòfon. El pitch com a resum per vendre una idea -normalment previ a l'edició, o moneda de canvi per aconseguir convèncer editors i agents a nivell internacional- s'emmiralla amb la sinopsi, i estableix un diàleg amb el text, així com, inevitablement, també amb la indústria literària: allò que no es pugui captar durant tres minuts o tres línies, probablement no sigui traduïble o exportable en un règim de circulació que prioritza la mercantilització. El treball intenta desgranar la sinopsi con a artefacte literari en el marc teòric de Gérard Genette, Sujata Kathpalia, Louise Willder o Clark&Phillips, així com de Derrida, Annette Gilbert, Catherine Belsey, De Kerckhove o Linda Hutcheon, mentre també intenta observar el seu impacte com a símbol en la circulació. Per aquest motiu, l’obra analitza el concepte de nació en literatura i les dinàmiques que genera en les relacions internacionals, lligat als conceptes de llengua i de traductibilitat, i al fet que les ficcions d'avui en dia siguin cada cop més semblants entre sí. Les perspectives de Pascale Casanova, David Damrosch, Rebecca Walkowitz, Alexander Beecroft, Joseph Jurt o Joseph Texte -així com les re-semantitzacions del concepte de cosmopolitisme- permeten debatre sobre les ideologies en relació a la circulació internacional del capital simbòlic. Per aprofundir en tals dinàmiques, particularment entre els dos camps hegemònics, el treball proporciona un anàlisi comparatiu d’ambdós móns (anglòfon i francòfon) en el context de la imagologia, amb testimonis de Mme de Staël, Voltaire, Chateaubriand, Lytton Strachey, Chistophe Charle, Stefan Collini o Linda
Colley, per observar fins a quin punt els clixés que teòricament els diferencien són o no aplicables, o si -tot i ser rivals històricament- ambdós perseguirien, mitjançant les seves ficcions, el mateix producte literari.
El cas de la llibreria parisenca Shakespeare & Co. ens permet analitzar el contacte dels dos camps literaris durant el modernisme per exemplificar, en termes de Bourdieu, que la circulació de capital és de tot menys casual. En el marc de la modernitat a França – a París, concretament – escenari a priori suggeridor com a símbol per sospesar el pols entre els dos camps, els testimonis d’intel·lectuals com André Gide amb la Nouvelle Revue Française, Adrienne Monnier al voltant de La Maison des Amis des Livres, Sylvia Beach al voltant de Shakespeare & Co., Galllimard com a editor, o alguns membres del grup de Bloomsbury a França recullen testimonis necessaris. Mitjançant l’observació de la circulació internacional de Virginia Woolf a França, el treball revela els interessos de fer prevaldre l’ús del terme “nació” en afers literaris. El cas pràctic de les “desaparicions” de Virginia Woolf de l’escena de la modernitat francesa (en contrast amb les seves “aparicions” a la modernitat argentina) podria il·lustrar com el paratext es presenta com a artefacte crucial per induir aquests esdeveniments, reafirmant el funcionament de les relacions internacionals en termes de capital simbòlic, i de la importància del moviment intel·lectual com a marc teòric indispensable per descriure el fet literari. Finalment, l'estudi de les sinopsis i el paratext d'alguns dels productes globals actuals en ambdós camps guardonats amb els premis més populars ens permet analitzar les asimetries que revela el gènere a nivell “mundial”, per sospesar el veritable valor del concepte de nació com a element vigent i aplicable a nivell literari.[eng] This work focuses on the study of the paratext, and especially of the synopsis as an artefact, to observe how it reflects today's fiction and, more specifically, in relation to the concept of the global novel, putting in dialogue the two literary fields that, we could say, compete for the hegemony of the international literary market: the Anglophone and the Francophone. The pitch as a summary to sell an idea - usually prior to publication or the tool to convince publishers and agents at an international level - is mirrored with the synopsis and establishes a dialogue with both the text and the literary industry itself: what cannot be captured in three minutes, or three lines, is probably not translatable in a circulation regime that prioritizes commodities. The work also analyses the concept of nation in literature and the dynamics it creates at an international level, linked to the concepts of language and translatability. To delve into the tension between the two hegemonic fields, the paper provides a comparative analysis of both markets (Anglophone and Francophone) in the context of imagology, to observe the extent to which the clichés that apparently differentiate them are applicable, or whether both would be, through their fictions, after the same product.
The practical case of Virginia Woolf's “disappearances” from the French modernity scene within the framework of the Parisian bookstore Shakespeare & Co. (in contrast to its “appearances” in Argentine modernity) illustrates how the paratext is revealed as a crucial artifact to induce these events, consolidating the dynamics of international relations in matters of symbolic capital, and the importance of a comparative history of intellectuals as an indispensable theoretical framework for literary affairs. Finally, the study of the synopses and paratexts of some of the current global products awarded with the most popular accolades in both markets allows us to analyse the asymmetries revealed by the genre at a “global” level in order to weigh the true value of the concept of nation as a current and applicable element in literature
Unravelling the contribution of adipose tissue macrophages to metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease
No full textPrograma de Doctorat en Medicina i Recerca Translacional[eng] Nonalcoholic fatty liver disease (GHD) is a very prevalent liver condition, especially linked to obesity and type 2 diabetes. It affects about 30% of the world's population and can evolve into more serious forms such as metabolic steatohepatitis (MASH) and liver cirrhosis. EGHNA is characterized by excessive fat accumulation in the liver and an exacerbated inflammatory response. In addition to the liver, adipose tissue plays a key role, as the accumulation of visceral fat and its metabolic dysfunction contribute to the progression of the disease. In obesity, adipose tissue is hypertrophied and causes chronic inflammation with an increase in adipose tissue macrophages (TMJs). These macrophages have been linked to insulin resistance and liver inflammation, but their role in the advanced stages of the disease is not fully understood. This thesis hypothesizes that TMJs adapt their phenotype and functionality in response to liver damage and systemic inflammation. For this reason, the following have been studied: The accumulation and phenotype of TMJs throughout the EGHNA and their contribution to liver damage in the fibrosis phase, using human samples and mouse models. The therapeutic potential of TMJs, modulating their inflammatory-active phenotype by dextran conjugates with dexamethasone (DD) in mouse models. The identification of a key subpopulation of macrophages, through sequencing, to understand their role in disease progression. The results have shown that proinflammatory TMJs increase in patients with advanced EHGM, contributing to liver fibrosis. Modulation of TMJs in mouse models with DD reduced inflammation in both adipose tissue and liver, improving markers of liver damage. In addition, a subpopulation of perivascular macrophages was identified that increases in advanced stages and could play a role in dysfunctional angiogenesis. The hypoxic environment seems to favour this phenotype, and its reduction has been associated with an improvement in the disease. In conclusion, the thesis demonstrates a direct association between adipose tissue macrophages and the progression of liver fibrosis, proposing them as a potential therapeutic target to slow down the progression of EGNA. It also identifies a specific type of perivascular macrophages that could contribute to angiogenesis and aggravate the disease.[cat] La malaltia de fetge gras no alcohòlic (EGHNA) és una afecció hepàtica molt prevalent, especialment vinculada a l’obesitat i la diabetis tipus 2. Afecta prop del 30% de la població mundial i pot evolucionar cap a formes més greus com la esteatohepatitis metabòlica (MASH) i la cirrosi hepàtica. L’EGHNA es caracteritza per l’acumulació excessiva de greix al fetge i una resposta inflamatòria exacerbada. A més del fetge, el teixit adipós juga un paper clau, ja que l’acumulació de greix visceral i la seva disfunció metabòlica contribueixen a la progressió de la malaltia. En l’obesitat, el teixit adipós es hipertrofia i provoca una inflamació crònica amb un augment dels macròfags del teixit adipós (ATMs). Aquests macròfags s’han relacionat amb la resistència a la insulina i la inflamació hepàtica, però el seu paper en els estadis avançats de la malaltia no es coneix del tot. Aquesta tesi planteja la hipòtesi que els ATMs adapten el seu fenotip i funcionalitat en resposta al dany hepàtic i la inflamació sistèmica. Per això, s’han estudiat: L’acumulació i fenotip dels ATMs al llarg de l’EGHNA i la seva contribució al dany hepàtic en la fase de fibrosi, utilitzant mostres humanes i models murins. El potencial terapèutic dels ATMs, modulant el seu fenotip inflamatòriament actiu mitjançant conjugats de dextrà amb dexametasona (DD) en models murins. La identificació d’una subpoblació clau de macròfags, mitjançant seqüenciació, per comprendre el seu paper en el progrés de la malaltia. Els resultats han mostrat que els ATMs proinflamatoris augmenten en pacients amb EHGM avançada, contribuint a la fibrosi hepàtica. La modulació dels ATMs en models murins amb DD va reduir la inflamació tant en el teixit adipós com al fetge, millorant els marcadors de dany hepàtic. A més, es va identificar una subpoblació de macròfags perivasculars que augmenta en estadis avançats i que podria tenir un paper en la angiogènesi disfuncional. L’ambient hipòxic sembla afavorir aquest fenotip, i la seva reducció s’ha associat a una millora de la malaltia. En conclusió, la tesi demostra una associació directa entre els macròfags del teixit adipós i la progressió de la fibrosi hepàtica, proposant-los com una potencial diana terapèutica per frenar l’avanç de l’EGHNA . També identifica un tipus específic de macròfags perivasculars que podria contribuir a l’angiogènesi i agreujar la malaltia
Herbicide resistance in Amaranthus palmeri from Spain: mechanisms, evolution, and biochemical insights
No full textLa resistència als herbicides inhibidors de l'acetolactat sintasa (ALS) i la 5-enolpiruvilshikimat-3-fosfat sintasa (EPSPS) està àmpliament distribuïda entre les poblacions d’Amaranthus palmeri (A. palmeri) a nivell mundial, cosa que representa un gran repte per a la gestió dels cultius. A Espanya, només s’han caracteritzat unes poques poblacions d’A. palmeri fins ara, mentre que se’n continuen descobrint de noves tant en entorns agrícoles com urbans. Per a aquestes poblacions recentment identificades, es desconeix si han desenvolupat resistència als diferents modes d'acció dels herbicides, quins són els mecanismes subjacents a aquesta resistència i quins esdeveniments evolutius van conduir a la seva aparició.
L’objectiu general d’aquest treball és caracteritzar els mecanismes de resistència als herbicides en poblacions espanyoles d’A. palmeri, centrant-se en el seu impacte sobre la fisiologia de la planta i els processos evolutius que han permès l’establiment de la resistència en poblacions naturals. Això inclou la identificació de mecanismes que confereixen resistència als inhibidors d’ALS i EPSPS, l’estudi dels orígens evolutius de la resistència al glifosat mediada per ADN circular extracromosòmic (eccDNA), l’anàlisi de l’expansió de la resistència als inhibidors d’ALS a Europa i l’avaluació de l’impacte de les mutacions en la proteïna ALS sobre la cinètica enzimàtica i la interacció amb herbicides inhibidors.
A la primera part d’aquest estudi, es van caracteritzar els patrons de resistència als herbicides de nou poblacions espanyoles d’A. palmeri davant d’herbicides inhibidors d’ALS i EPSPS. Es van realitzar assajos d’aplicació d’herbicides per avaluar el perfil de resistència de cada població, seguits d’anàlisis moleculars per identificar possibles mecanismes de resistència en el lloc d’acció. L’estudi va confirmar que les mutacions puntuals als codons P197, A376 i W574 confereixen resistència als herbicides inhibidors d’ALS, com ara el tifensulfuró-metil i l’imazamox. A més, la resistència al glifosat en dues de les nou poblacions es va associar a la duplicació del gen EPSPS.
L’anàlisi d’haplotips de la mutació W574L al gen ALS i l’amplificació parcial de l’ADN circular extracromosòmic (eccDNA) del gen EPSPS van suggerir que aquests mecanismes de resistència en el lloc diana es van originar arran d’esdeveniments evolutius que van tenir lloc abans de la introducció d’aquestes poblacions a Espanya.
Finalment, es va dur a terme la caracterització bioquímica de les proteïnes ALS recombinants d’A. palmeri per entendre la seva cinètica enzimàtica i la seva sensibilitat als herbicides inhibidors d’ALS. Els resultats van revelar que les mutacions a P197 i W574 redueixen l’afinitat pel substrat, donant lloc a resistència creuada a causa d’alteracions en el lloc d’unió de l’herbicida.
En conjunt, aquests resultats posen de manifest la creixent presència de poblacions d’A. palmeri amb múltiples resistències als herbicides a Espanya, indicant que els mecanismes de resistència es van originar abans de la seva introducció i probablement s’estan propagant mitjançant el flux gènic a través del pol·len i les llavors. L’aparició de noves poblacions amb perfils de resistència desconeguts complica encara més la seva gestió, la qual cosa subratlla la necessitat d’aplicar estratègies integrades de control de males herbes per gestionar de manera eficaç aquestes poblacions resistents.La resistencia a herbicidas inhibidores de la acetolactato sintasa (ALS) y la 5-enolpiruvilshikimato-3-fosfato sintasa (EPSPS) está ampliamente distribuida entre las poblaciones de Amaranthus palmeri (A. palmeri) a nivel mundial, lo que plantea importantes desafíos para la gestión de cultivos. En España, solo unas pocas poblaciones de A. palmeri han sido caracterizadas hasta la fecha, mientras que se siguen identificando nuevas poblaciones tanto en entornos agrícolas como urbanos. Para estas poblaciones recientemente descubiertas, se desconoce si han desarrollado resistencia a diferentes modos de acción de los herbicidas, cuáles son los mecanismos subyacentes a esta resistencia y qué eventos evolutivos condujeron a su aparición.
El objetivo general de este trabajo es caracterizar los mecanismos de resistencia a herbicidas en poblaciones españolas de A. palmeri, centrándose en su impacto sobre la fisiología de la planta y los procesos evolutivos que facilitan el establecimiento de la resistencia en poblaciones naturales. Esto incluye la identificación de mecanismos que confieren resistencia a inhibidores de ALS y EPSPS, la exploración de los orígenes evolutivos de la resistencia al glifosato mediada por ADN circular extracromosómico (eccDNA), el análisis de la expansión de la resistencia a inhibidores de ALS en Europa y la evaluación del impacto de mutaciones en la proteína ALS sobre la cinética enzimática y la interacción con herbicidas inhibidores.
En la primera parte de este estudio, se caracterizaron los patrones de resistencia a herbicidas de nueve poblaciones españolas de A. palmeri frente a herbicidas inhibidores de ALS y EPSPS. Se realizaron ensayos de aplicación de herbicidas para evaluar el perfil de resistencia de cada población, seguidos de análisis moleculares para identificar posibles mecanismos de resistencia en el sitio de acción. El estudio confirmó que las mutaciones puntuales en los codones P197, A376 y W574 confieren resistencia a los herbicidas inhibidores de ALS, como el tifensulfurón-
metil y el imazamox. Además, la resistencia al glifosato en dos de las nueve poblaciones se asoció con la duplicación del gen EPSPS.
El análisis de haplotipos de la mutación W574L en el gen ALS y la amplificación parcial del ADN circular extracromosómico (eccDNA) del gen EPSPS sugirieron que estos mecanismos de resistencia en el sitio diana se originaron a partir de eventos evolutivos que ocurrieron antes de la introducción de estas poblaciones en España.
Finalmente, se llevó a cabo la caracterización bioquímica de proteínas recombinantes ALS de A. palmeri para comprender su cinética enzimática y su sensibilidad a herbicidas inhibidores de ALS. Los resultados revelaron que las mutaciones en P197 y W574 reducen la afinidad por el sustrato, lo que genera resistencia cruzada debido a alteraciones en el sitio de unión del herbicida.
En conjunto, estos hallazgos destacan la creciente presencia de poblaciones de A. palmeri con múltiples resistencias a herbicidas en España, indicando que los mecanismos de resistencia se originaron antes de su introducción y probablemente se están propagando mediante el flujo génico a través del polen y las semillas. La aparición de nuevas poblaciones con perfiles de resistencia desconocidos complica aún más su manejo, subrayando la necesidad de implementar estrategias integradas de control de malezas para gestionar eficazmente estas poblaciones resistentes.Herbicide resistance to acetolactate synthase (ALS) and 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPSPS) inhibitors is widespread among Amaranthus palmeri (A. palmeri) populations globally, posing significant challenges for crop management. In Spain, only a few A. palmeri populations have been characterized to date, while new populations continue to be identified in both agricultural and urban environments. For these newly discovered populations, it remains unknown whether they have developed resistance to herbicide modes of action, what mechanisms underlie their resistance, and what evolutionary events led to their emergence.
The general objective of this work, is to characterize herbicide resistance mechanisms in A. palmeri populations from Spain, focusing on their impact on plant physiology and the evolutionary processes enabling resistance in natural populations. This includes identifying mechanisms conferring resistance to ALS- and EPSPS-inhibitors, exploring the evolutionary origins of eccDNA-mediated glyphosate resistance, analyzing the spread of ALS inhibitor resistance in Europe, and assessing how ALS protein mutations influence enzyme kinetics and herbicide interactions.
In the first part of this study, the herbicide resistance patterns of nine Spanish A. palmeri populations were characterized in response to ALS- and EPSPS-inhibiting herbicides. Herbicide application trials were conducted to assess the resistance profile of each population, followed by molecular analysis to identify possible target-site resitance mechanisms. The study confirmed that point mutations at codons P197, A376, and W574 confer resistance to ALS-inhibiting herbicides thifensulfuron-methyl and imazamox. Additionally, glyphosate resistance in two of the nine populations was linked to gene duplication of the EPSPS gene.
The haplotype analysis of the W574L mutation at ALS gene and partial amplification of extrachromosomal circular DNA (eccDNA) of the EPSPS gene suggested that these target-site resistance mechanisms emerged from evolutionary events that occurred prior to the introduction of these populations into Spain.
Finally, the biochemical characterization of recombinant ALS proteins from A. palmeri was carried out to understand their enzyme kinetics and sensitivity to ALS-inhibiting herbicides. The results revealed that mutations at P197 and W574 reduce substrate affinity, resulting in cross-resistance due to alterations in the herbicide binding site.
Together, these findings highlight the increasing presence of multiple herbicide-resistant A. palmeri populations in Spain, indicating that resistance mechanisms originated prior to their introduction and are likely spreading through pollen- and seed-mediated gene flow. The emergence of new populations with unknown resistance profiles further complicates their management, underscoring the need for integrated weed management strategies to control these resistant populations