APRÈN. Portal de la producció docent del professorat de la UPC

El melón (Cucumis melo L.) es una especie ampliamente cultivada a nivel global, con una significativa importancia económica gracias a la diversidad de formas, aromas y colores que presentan sus distintas variedades. Estas características no solo le otorgan un gran valor comercial, sino que también la posicionan como un cultivo de interés tanto para el ámbito agrícola como científico. Un proceso esencial en el desarrollo de cualquier fruto es la maduración, la cual permite generar y dispersar las semillas para perpetuar la genética de la especie. En el melón existen dos tipos de maduración, la climatérica y no climatérica; la climatérica se caracteriza por producir un pico de la hormona etileno y aumentar la respiración celular, mientras que la no climatérica carece de dichas características. Este contraste hace del melón un organismo ideal para estudiar el proceso de maduración del fruto. Con el objetivo de identificar los genes responsables de la maduración del fruto del melón, en este proyecto se ha realizado un mapeo fino del locus de carácter cuantitativo (QTL) MAK.10-1. A través de una segunda generación filial (F2) derivada de una línea de introgresión (IL) MAKR40 obtenida mediante el cruce de las variedades 'Ginsen makuwa' (Makuwa) y 'Védrantais' (Ved), se buscó acotar la región del genoma implicada en el retraso de la maduración. Para el desarrollo del mapeo fino se hicieron germinar y se genotiparon unos 5000 individuos de la población F2, obteniendo 48 individuos F2 recombinantes en la región del QTL mediante el uso de marcadores flanqueantes. Los individuos recombinantes se llevaron a invernadero para el desarrollo del fruto y se fenotiparon caracteres relacionados con la maduración. El análisis de los recombinantes permitió acotar la región del QTL a 150 kb, donde se encuentran 20 genes. Algunos de estos han sido estudiados en mayor profundidad, y se ha llegado a sugerir varios candidatos potenciales implicados en la regulación de la maduración climatérica del melón. Este proyecto proporciona una base para la futura investigación de la maduración climatérica del melón y su mejora genética, con potenciales aplicaciones en el sector agronómico.

En la agricultura, uno de los principales responsables de muchas enfermedades de los vegetales y de pérdidas de cosechas son los virus de las plantas. El virus del mosaico del pepino (CMV) es uno de los patógenos vegetales más importantes de la naturaleza, capaz de infectar a una amplia gama de especias vegetales. El melón no es una excepción, este es susceptible a la infección por CMV, pero un gen llamado cmv1 puede conferir resistencia por lo menos a la cepa CMV LS evitando la infección sistémica de la planta. Recientemente, las investigaciones del Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG) han descubierto una proteína que interacciona con las proteínas de movimiento (MP) del CMV. Esta proteína denominada Niemann Pick C1 (NPC1) podría ser la clave para evitar o controlar el movimiento del CMV de célula a célula en el caso del melón. La NPC1 también presenta una isoforma denominada NPC1-2, cuya expresión es menor durante una infección, pero que también podría desempeñar un papel en el movimiento célula a célula. El objetivo principal de este proyecto es verificar si hay interacción entre la NPC1-2 y las MP de CMV de las cepas LS y FNY. Para ello, en primer lugar, se amplificó el dominio de interacción de la NPC1- 2 y después se clonó utilizando el método Gateway cloning. Los plásmidos que fueron extraídos de los clones generados i fueron usados para transformar Agrobacterium tumefaciens, con estos se llevó a cabo la expresión transitoria en Nicotiana benthamiana para comprobar la interacción mediante la técnica de la Complementación Bimolecular Fluorescente (BiFC). Finalmente, el BiFC demostró que existe una interacción positiva entre la NPC1-2 y las MP de CMV (LS y FNY), que en su mayoría tienen lugar cerca de los plasmodesmos.

En un contexto global de creciente preocupación por la salud humana, la seguridad alimentaria y la conservación del medio ambiente, el uso de pesticidas tradicionales ha sido cuestionado por su posible toxicidad e impacto negativo en los ecosistemas. En este sentido, hay una creciente demanda de soluciones alternativas y sostenibles para el control de plagas agrícolas, que minimicen los efectos adversos mientras mantienen una elevada eficacia. El presente Trabajo de Fin de Grado (TFG) surge de la necesidad de explorar nuevas estrategias de control de plagas basadas en la biotecnología y el desarrollo de productos biopesticidas. Este proyecto se desarrolla en colaboración con Futureco Bioscience, una empresa líder en el sector de la investigación y desarrollo de soluciones agrícolas sostenibles. El objetivo principal de este TFG es la selección y caracterización de diversas cepas microbianas con potencial actividad fungicida, bactericida, nematicida y/o insecticida, con la finalidad de ser consideradas como posibles ingredientes activos para futuros productos biopesticidas. Esta investigación implica un exhaustivo análisis de diversas muestras de suelo, mediante técnicas de aislamiento selectivo e identificación molecular, para determinar las especies microbianas presentes. Una vez aisladas e identificadas las cepas microbianas, se han realizado ensayos de actividad biológica en diferentes modelos de plagas agrícolas, incluyendo nematodos, hongos fitopatógenos e insectos-plaga. Esta fase experimental ha permitido determinar la eficacia y selectividad de los microorganismos seleccionados en el control de plagas específicas, así como su posible aplicabilidad en prácticas agrícolas. Finalmente, las cepas que han mostrado una actividad prometedora en los bioensayos han sido sometidas a una caracterización a nivel microbiológico, con el objetivo de comprender los mecanismos de acción responsables de su actividad biocida y evaluar su potencial para el desarrollo de productos comerciales. En conjunto, este trabajo contribuye al desarrollo de soluciones sostenibles para el control de plagas agrícolas, utilizando la biotecnología como herramienta para la identificación y evaluación de microorganismos con potencial actividad biocida, en colaboración con una empresa líder en el sector. Aunque los resultados generales han sido ambiguos y no han dado una respuesta clara, los resultados referentes a los nematodos como plaga han sido prometedores. La investigación ha generado conocimiento científico valioso y prometedor. Esto podría tener un impacto positivo y significativo en la producción agrícola y la protección del medio ambiente a largo plazo.

El alcornoque (Quercus suber) es explotada por su corteza, el corcho, que genera riqueza en áreas rurales del Mediterráneo occidental. A pesar de su valor económico, el sector enfrenta desafíos como el defecto de sabor en el vino causado por el 2,4,6-tricloroanisol (TCA), de origen fúngico. El Centro de Investigación en Agrigenómica (CRAG) investigó este problema estudiando dos poblaciones de Quercus suber: Cassà de la Selva (España) y Porto Torres (Italia), con diferencias en la producción de TCA. Se secuenciaron los transcriptomas de estas poblaciones para identificar genes implicados en la producción de este compuesto y se observaron diferencias en la estructura de las paredes celulares del corcho, sugiriendo variabilidad en la movilidad de los hongos responsables del TCA. Dentro de la parte celular, el estudio se centra en la suberina y las pectinas. Este Trabajo de Fin de Grado ha tenido como objetivo estudiar las enzimas implicadas en la síntesis y la degradación de estos compuestos. Estas enzimas son las Pectinesterasas, en lo que respecta a las pectinas, y la Gelp72, para la suberina. En este trabajo, en primer lugar se ha planteado la clonación de la región promotora del gen Gelp72 y del ADN complementario (ADNc) de la Pectinesterasa PE57 de Quercus suber. Con las clonaciones se pretendía estudiar la secuencia y funcionalidad de la región promotora del gen Gelp72 con un enfoque especial en los factores que regulan su expresión en respuesta a tratamientos de auxina y su implicación en la degradación de la suberina. En segundo lugar, se han comparado las Pectinesterasas presentes en el corcho de estas dos poblaciones utilizando técnicas de análisis transcriptómico y bioquímico, con el fin de identificar las diferencias en la expresión y funcionalidad de estas enzimas y cómo pueden influir en la calidad y durabilidad del corcho. Los resultados de este trabajo han permitido concluir que la metodología utilizada no ha sido efectiva en la amplificación de la secuencia promotora del gen Gelp72, motivando la planificación de secuenciación de ADN genómico completo de las dos poblaciones. Por otro lado, se ha logrado la amplificación y transformación de cepas de Agrobacterium tumefaciens de una Pectinesterasa relacionada con la pared celular y la acumulación de TCA. Estos resultados facilitarán la posterior transformación de plantas de Arabidopsis thaliana como planta modelo para estudiar la función de estas proteínas, con el objetivo final de estudiar el rol de estas Pectinesterasas en la degradación de la pared celular.

Chlamydomonas reinhardtii es un organismo modelo del cual se utilizan muchas cepas diferentes en el mundo de la investigación. Sin embargo, estas cepas no han sido caracterizadas, lo que deja lagunas en el conocimiento de sus rasgos específicos. Este estudio tiene como objetivo entender cómo los diferentes regímenes de luz afectan al crecimiento y a la eficiencia fotosintética de estas microalgas. Además, también evalúa el efecto que tiene un cambio en la intensidad luminosa para las cepas. Para ello, se estudia el impacto de varios fotoperíodos e intensidades de luz en diferentes cepas de tipo salvaje: CLip, 4A+, CC-124 y CC-125. En concreto, se examina la cuantificación de pigmentos, el tamaño celular, el rendimiento cuántico máximo del fotosistema II (Fv/Fm) como indicador de la eficiencia del aparato fotosintético, y el apagamiento no fotoquímico (NPQ) que evalúa la capacidad de las células para disipar el exceso de energía luminosa absorbida. Los resultados obtenidos indican que el fotoperiodo y la intensidad de la luz tienen un efecto sobre los parámetros evaluados. Para todas las cepas, el contenido de clorofila disminuye en condiciones de luz continua y el contenido de carotenoides solo se ve afectado por el fotoperiodo. El tamaño celular de todas las cepas varía tanto con la cepa como con el fotoperiodo. La intensidad de la luz aumenta el tamaño celular en CC-125, y CC-124 se ve afectada por la combinación de fotoperiodo e intensidad de luz. La eficiencia fotosintética y los mecanismos fotoprotectores se ven afectados por los fotoperiodos y la alta intensidad de luz en todas las cepas. En conjunto, esta caracterización ayudará en el futuro a seleccionar las más adecuadas para estudios específicos.

En condicions d'alta densitat vegetal, les plantes detecten canvis en la qualitat de la llum que reben i activen un sistema anomenat ‘síndrome de fugida de l'ombra', un conjunt de canvis en el desenvolupament per competir per la llum amb les plantes veïnes i evitar que aquestes projectin ombra sobre seu. Aquest mecanisme està regulat per un gran nombre i varietat de proteïnes, com per exemple el factor de transcripció PIF7 i la proteïna remodeladora de la cromatina LHP1, les quals s'ha demostrat que tenen un paper crucial en la regulació de la síndrome de fugida de l'ombra. Aquest treball se centra en la preparació de la tècnica TurboID, que permet analitzar les interaccions proteïna-proteïna per tal d'entendre millor els mecanismes pels quals aquestes proteïnes regulen l'expressió gènica durant la resposta a ombra. Per fer-ho, és necessari fusionar la proteïna TurboID (una biotina lligasa) a les proteïnes LHP1 i PIF7 mitjançant una clonació. A partir de les fusions proteiques LHP1-TurboID i PIF7-TurboID(a les que anomenem construccions), s'ha realitzat una transformació transitòria de la planta de tabac Nicotiana benthamiana. Posteriorment, s'ha analitzat in vivo l'expressió gènica mitjançant anàlisi de RNA, així com i la presència de les proteïnes fusionades a través de Western Blot i mitjançant microscòpia confocal. Finalment, s'ha analitzat l'activitat biotina lligasa de les proteïnes de fusió a través de detecció de biotina. Aquests experiments han permès comprovar el correcte funcionament de les construccions generades, el que dona llum verda a posteriors anàlisis de transformació estable i de detecció de proteïnes biotinilades per la TurboID.

When there are environmental changes, these are perceived by the plants, which can respond by modifying their development to adapt to the new situation. Environmental signals are captured by receptors, which activate a signaling cascade that ends in the nucleus, where the activity of certain transcription factors is regulated, which are directly responsible for controlling the expression of environmental response genes. Transcription factors are key to determining transcriptional activity. As they are DNA-binding proteins, the state of the chromatin will be a determining factor in the control of their activity. This work will relate the activity of the transcription factors called PHYTOCHROME INTERACTING FACTORS (PHYTOCHROME INTERACTING FACTORS, PIFs) with changes in the chromatin structure, specifically with the trimethylation of lysine 27 of histone H3 (H3K27me3). PIFs participate in the regulation of responses to light. This work has focused on the activity of PIF4, PIF5 and PIF7 in response to plant proximity, also called shade. Preliminary data from the laboratory indicate that the H3K27me3 epigenetic mark is removed in some plant proximity response genes. Based on these data, we analyzed the impact that the activity of PIFs can have on the levels of H3K27me3. Using mutant and transgenic lines of the model plant Arabidopsis thaliana we were able to correlate the expression of genes in response to shade and correlate them with the levels of H3K27me3 analyzed by chromatin immunoprecipitation (ChIP).

La proteína remodeladora de cromatina LIKE HETEROCHROMATIN PROTEIN1 (LHP1) participa en la regulación transcripcional de una gran variedad de genes. Se conoce que el mecanismo para hacerlo es a través de la actividad Polycomb y, por tanto, está relacionado con las marcas epigenéticas, concretamente en la trimetilación de la lisina 27 en la histona H3 y la ubiquitinación de la histona 2A, H3K27me3 y H2Aub respectivamente. El papel de LHP1 en la regulación de genes de respuesta de las plantas a cambios ambientales es incierto. El objetivo de este trabajo es estudiarlo, concretamente en la respuesta a altas temperaturas. Mediante análisis de fenotipo, expresión génica e inmunoprecipitación de la cromatina se ha analizado la respuesta a altas temperaturas de plántulas de Arabidopsis thaliana y el papel de LHP1 utilizando el mutante de pérdida de función lhp1. Se ha observado que LHP1 tiene un papel importante en la respuesta a las plántulas de arabidopsis a elevada temperatura, como evidencia la falta de alargamiento del hipocótil en su mutante. Esta falta de alargamiento no se debe a un problema de síntesis de auxinas, puesto que el fenotipo de lhp1 en respuesta a altas temperaturas no se ha podido complementar con la adición de auxina exógena. Por tanto, el mutante lhp1 es insensible a auxinas, lo que nos indica que este fenotipo no se debe a la falta sino a la deficiencia en la señalización de las auxinas. De acuerdo con esto, el mutante presenta una baja expresión del gen IAA29, un miembro de la familia de proteínas Aux/IAA, que son fundamentales para la señalización de auxinas. Curiosamente, la baja expresión de IAA29 no está relacionada con los niveles de H3K27me3 y H2Aub, puesto que estas marcas no están presentes en este gen ni cambian en el mutante lhp1. Al no encontrar una relación directa entre la actividad transcripcional y la actividad Polycomb, utilizamos un mutante lhp1 cuya proteína LHP1 ha perdido la capacidad de unión a cromatina, observamos que la función de LHP1 en la regulación de la respuesta a altas temperaturas sí depende de su unión a la cromatina. Este estudio abre la puerta a futuros trabajos para averiguar cómo LHP1 regula a nivel de cromatina la expresión del gen IAA29 y ulteriormente participa en la regulación de la respuesta de las plantas a las altas temperaturas.

The tomato has a huge agronomic interest, as well as being consumed all over the world. In this thesis, self-pruning (sp) and alcobaça (alc) mutations will be studied in two varieties of tomato (penjar or LC215 and industrial or LC854). The penjar tomato is a double mutant for the sp and alc genes, while the industrial tomato is a sp mutant. Prior to this work, these two varieties were used as parentals in a breeding program. They were crossed and their offspring generation F1 was obtained. The first objective of this thesis was to study whether the sp mutation that both parents have is the same. To address this, genomic DNA was extracted from both parents and the SP gene from each of them was specifically amplified by PCR. The amplified genes were cloned into a vector, sequenced, and their sequence was compared with the wild type available in the databases. The results have allowed us to conclude that, the mutation that causes the sp phenotype in both parental varieties is the same: a substitution from C to T that causes a change of proline (Pro) to a change of leucine (Leu) at position 76 of the protein sequence. Therefore, the F1 generation already has the sp mutation fixed in homozygosity. The second objective was to develop two protocols based on a PCR modification called tetra-primer ARMS-PCR to genotype the SNPs responsible for the alc and sp mutations in the LC215 and LC854 varieties and their progeny and use them in the breeding program to determine whether the plants of the different generations are wild homozygotes, mutant homozygotes or heterozygotes for each of the mutations. We could not optimize the genotyping of sp but it was optimized of alc. Since in this specific breeding program the sp mutation does not segregate, our alc genotyping protocol will allow progress in the selection of plants for this breeding program.

Les plantes tenen mecanismes per fer front als canvis en el medi que les envolta. Un d'ells és la síndrome de fugida de l'ombra, gràcies a la qual, mitjançant canvis en l'expressió gènica, adapten el seu desenvolupament a la qualitat de llum que reben. Aquest treball es centra en la regulació dels gens que es sobreexpressen en ombra, estudiant el paper de la proteïna remodeladora de cromatina LHP1, que està relacionada amb l'estabilitat de la marca epigenètica H3K27me3. Per fer-ho analitzem plantes d'Arabidopsis thaliana durant diferents etapes del seu desenvolupament, les quals han estat sotmeses a un tractament d'ombra simulada per imitar les condicions de proximitat vegetal. Hem pogut veure com la proteïna LHP1 regula negativament l'expressió del gen HFR1, ja que al mutant de pèrdua de funció lhp1 veiem una major expressió gènica que en les plantes silvestres (ecotip Col). Aquest rol de LHP1 no es desenvolupa en tots els gens, ja que en el mutant de pèrdua de funció, el gen YUC8 està regulat positivament. També hem vist com els nivells d'expressió dels gens varien segons l'estadi de desenvolupament i el teixit. Comparant els nivells de H3K27me3 en plantes silvestres i el mutant lhp1 hem vist que la proteïna LHP1 també té un paper diferencial en la regulació de la marca en funció del gen estudiat. En el gen HFR1 afavoreix la seva deposició, mentre que els seus nivells no depenen de LHP1 en el cas del gen YUC8.

El trabajo de fin de grado tiene como principal objetivo el genotipado de diferentes muestras de frambuesas y fresas para diferentes estudios genéticos, mediante biotecnologías como los marcadores moleculares, que son secuencias de ADN (ácido desoxirribonucleico) identificables que se encuentran repartidas en todo el genoma y que pueden estar relacionadas con la herencia de un gen o una característica de interés. Para llevar a cabo los diferentes estudios genéticos en diferentes tipos de bayas, como son la frambuesa (especie diploide) y la fresa cultivada (especie octoploide) se han utilizado dos tipos de marcadores moleculares, de herencia codominante y mejor repartidos en todo el genoma, que son los polimorfismos de nucleótidos simples (SNPs, del inglés Single Nucleotide Polymorfisms) y los microsatélites o SSRs (del inglés Simple Sequence Repeats). El genotipado con SNPs en uso de diferentes chips tipos `OpenArray¿ nos ha servido para estudiar la variabilidad de dos colecciones de variedades de fresa y frambuesa y para construir, finalmente, dendrogramas para visualizar las distancias genéticas entre las diferentes líneas. También hemos realizado exitosamente un estudio de identificación varietal de muestras de frambuesa utilizando marcadores tipos microsatélite

La SUMOilació és una modificació post-traduccional que modula diferents processos localitzats, principalment, al nucli cel•lular i que són essencials en plantes, com ara el desenvolupament i les respostes a estrès abiòtic i biòtic. Malgrat la seva rellevància, els processos que regulen la SUMOilació són, avui en dia, molt poc coneguts. En aquest estudi s'han caracteritzat els mecanismes moleculars implicats en la proteòlisi del domini Carboxi-terminal de la subunitat gran (SAE2) de l'enzim activador de SUMO (E1) d'Arabidopsis thaliana. Aquest processament, provoca una modificació en la localització sub-cel•lular de la proteïna diana, la qual passa de tenir una ubicació totalment nuclear a estar repartida entre el nucli i el citosol. Per fer-ho, s'ha analitzat la proteïna HIDROLASA, la qual pertany a la superfamília de les ‘/ß-Hidrolases, com a principal proteasa candidata, a partir de dues aproximacions complementàries. En la primera, s'ha emprat la tecnologia FRET, de l'anglès Förster Resonance Energy Transfer, on s'utilitzaren dues proteïnes control, sintetitzades al laboratori, per validar el correcte funcionament d'aquesta metodologia i monitoritzar-ne el procediment. En la segona, s'han usat plantes mutants de pèrdua de funció de la HIDROLASA, amb la finalitat d'estudiar els mecanismes de la proteòlisi in vivo. Amb aquest treball s'han establert els requisits fonamentals per tal de garantir l'eficiència proteolítica de les proteïnes control utilitzades en l'assaig FRET i s'ha identificat un impediment estèric en una d'elles que provoca un defecte funcional durant la realització tècnica. A més, s'ha evidenciat que en individus d'A.thaliana silvestres i mutants pel gen codificant de la HIDROLASA es produeix la reacció proteolítica, cosa que suggereix que aquesta proteïna no està implicada en el processament de SAE2. El present treball posa de manifest que encara queda un llarg camí quant a la comprensió dels processos reguladors de la SUMOilació in vivo i obre les portes a l'estudi de les implicacions cel•lulars que comporten el desplaçament de la maquinària de SUMO cap al citosol.

Aquest treball té com a objectiu desenvolupar un protocol per la multiplicació in vitro d'all (Allium sativum L.). S'han realitzat tres assaigs experimentals utilitzant tres tipus de material vegetal: bulbils de les inflorescències i dents d'alls de diferents procedència (la població de Belltall i comercial). S'han aplicat mètodes de desinfecció del material inicial de composició i concentracions diferents, com clor actiu (1,5%), etanol (70%), i diclorocianurat de sodi (10000 ppm o 15000 ppm).També s'han utilitzat medis de cultiu basats en el medi B5 Gamborg i suplementats amb diferents composicions i concentracions d'hormones (àcid-naftalenacètic NAA 0,1 mg/L i 2-isopenteniladenina -2-IP- 0,5; 1 o 2 mg/L).

Las plantas son organismos inmóviles que a lo largo de su vida tienen que responder a multitud de factores ambientales que pueden ser perjudiciales para ellas. Por ejemplo, pueden ser invadidas por patógenos, hecho que puede dificultar su crecimiento y reproducción. Uno de los mecanismos de defensa de las plantas a los ataques de patógenos es la respuesta hipersensible, que consiste en detener la infección aislando el patógeno en un grupo de células concretas en las que se produce una muerte celular programada. El presente estudio se centra en el estudio de cuatro genes, AT2G36580, AT3G06420, AT3G17420 y AT1G78380, cuya expresión se incrementa cuando se produce la respuesta hipersensible. Con este objetivo, hemos generado líneas transgénicas de la planta modelo Arabidopsis thaliana que expresan los promotores de estos genes fusionados con fluoróforos, para así poder seguir su expresión mediante microscopía en células en las que se está produciendo este tipo de muerte celular. Los resultados obtenidos nos indican que las líneas transgénicas generadas no muestran fluorescencia cuando se produce la respuesta hipersensible. Esto puede ser debido a unos niveles de expresión de los genes demasiado bajos como para ser detectados.

El meló és un cultiu amb interès econòmic mundialment. No obstant, el meló és susceptible a alguns tipus de malalties com el Virus del Mosaic del Cogombre (CMV), les quals causen pèrdues en el rendiment del cultiu. Quan la planta ha estat infectada pel virus, el CMV és capaç de moure's de cèl·lula en cèl·lula amb l'ajut d'una proteïna anomenada Movement Protein (MP) mitjançant la interacció d'aquesta amb certes proteïnes del meló. Per explorar les proteïnes potencials candidates que poden interaccionar amb la MP, es va realitzar un assaig de immunoprecipitació (IP) de proteïnes i es van detectar alguns gens codificants de proteïnes candidates com a possibles interactors. En aquest estudi, cinc gens que codifiquen algunes de les proteïnes candidates van ser amplificats, dels quals tres d'ells van ser clonats amb èxit en el vector pGADT7 usant tècniques de clonació molecular. Un cop clonats els gens al vector, la seva capacitat d'interacció amb la MP va ser testada mitjançant la tècnica del doble híbrid en llevat. El resultat mostrava que cap de les tres proteïnes codificades per aquests gens interactua amb la MP.

La forma, calidad y maduración del fruto son características importantes en melón (Cucumis melo L.). Ya que melón posee una gran diversidad fenotípica, incluyendo tanto variedades climatéricas como no climatéricas, es un sujeto adecuado para el estudio de estos rasgos. Para identificar genes candidatos para rasgos agronómicos importantes en el melón, se han iniciado varios proyectos para localizar quantitative trait loci (QTL) utilizando poblaciones de mapeo. Entre ellos, se han identificado dos QTL importantes, FSQS8.1 y ETHQV8.1, para la forma y la maduración del fruto, respectivamente. El gen candidato para FSQS8.1 es un OVATE FACTOR PROTEIN (OFP1) y para ETHQV8.1, un ETHYLENE RESPONSIVE TRANSCRIPTION FACTOR (ERF024). CRISPR/Cas9 es un método puntero de edición genética que podría ser una herramienta potente para ayudar a validar la función de genes identificados. Por lo tanto, para validar la función de los genes candidato, transferimos el gen Cas9 junto con un ARN guía específico para cada gen a través de Agrobacterium y regeneramos plantas mediante cultivo de tejidos. El objetivo era producir plantas con una mutación knock-out en dichos genes. Los frutos de estas plantas se autofecundarán para obtener mutaciones en homocigosis y luego se fenotiparán para comprender la función de los genes candidatos. Durante este trabajo, se produjeron con éxito transgénicos y plantas editadas con CRISPR/Cas9. Algunas eran ediciones bialélicas que ahorrarían los esfuerzos necesarios para obtener un individuo con ambos alelos eliminados. Sin embargo, el cultivo de tejidos y la transformación de Agrobacterium presentaron complicaciones. Seis de las ocho transformaciones no tuvieron éxito. Las causas de fallo fueron principalmente infecciones de una bacteria endógena. Las dos transformaciones que produjeron plantas solo lo hicieron después de 6 a 10 meses de cultivo de callos. Además, todas las plantas obtenidas hasta ahora eran tetraploides, un problema común en el cultivo de tejidos de melón. Aunque CRISPR/Cas9 sigue siendo una herramienta prometedora para la investigación en melón, los métodos de cultivo de tejidos y transformación con Agrobacterium deben mejorarse y las dificultades del protocolo deben estudiarse.

Els plàstics són compostos sintètics molt avantatjosos per la seva facilitat de manipulació química i fàcil modelat, a part de tots els usos i avantatges que tenen aquests sobre altres materials. En els últims anys la preocupació publica per la gestió de residus i l'efecte nociu que tenen els plàstics petroquímics sobre el medi ambient ha anat en augment per la seva dificultat de degradació natural. Es per això que s'ha començat a buscar alternatives sostenibles per a la producció de plàstics. Una d'aquestes alternatives són els bioplàstics o plàstics biodegradables. Un d'aquests bioplàstics són els polihidroxibutirats (PHB). Aquests són sintetitzats per cianobacteris que els acumulen de forma natural com a reserva bioenergètica. A més, els cianobacteris s'utilitzen com a biorefineria natural ja que són capaços d'acumular aquets metabòlits i altres com és glucogen, utilitzant únicament energia solar i diòxid de carboni (CO2). El glucogen és un polímer que és apte per a la producció de bioetanol. Aquest Treball de Fi de Grau presenta un projecte sobre els mecanismes de producció de PHB i glucogen en cianobacteris i els diferents sistemes de cultiu d'aquests. El principal objectiu ha estat fer un estudi sobre l'efecte de les condicions de cultiu de dues espècies de cianobacteris per a la producció de PHB i glucogen mitjançant assajos experimentals. Intenta optimitzar, mitjançant el disseny experimental i un estudi matemàtic , les condicions de cultiu, i finalment mostra un estudi comparatiu entre els cultius de les dues espècies en qüestió. Les especies estudiades han estat Synechocystis sp. i Synechococcus sp. Mitjançant el programari JMP s'han obtingut unes condicions òptimes de cultiu per a cada espècie i per a maximitzar la producció de cada un dels metabòlits. S'han obtingut uns valors màxims per a la producció de PHB del 6,81 % per a l'espècie Synechocystis sp. i una producció de glucogen del 36,68 % per a Synechococcus sp. han estat del 8,9 % per al PHB i del 46,36 % per al glucogen. Finalment s'ha generat un model matemàtic per a futures prediccions les condicions i variables òptimes de cultiu. Aquest estudi es un primer pas cap a l'optimització, escalat i industrialització del procés.

Durant els últims anys el cultiu de cànem ha anat prenent rellevància arreu del món en nombrosos sectors com l'agronòmic, farmacèutic, alimentari o l'automobilístic, entre altres; fins a tal punt que s'ha acabat posicionant en la primera línia d'investigacions i en el punt de mira per a grans empreses després d'incrementar el seu interès per tal d'incorporar el cultiu en alguns dels seus productes. Tot i ser un cultiu històric treballat des de fa milers d'anys, s'ha anat iniciant un redescobriment entorn al mateix a través del qual noves mesures legislatives estan permetent que el cànem es pugui fer pas entre noves línies d'investigació i de treball. A dia d'avui, empreses del sector alimentari com Cocacola, Corona, o del sector de la construcció com IsoHemp, o fins i tot l'Institut d'Investigació i Tecnologia Agroalimentària (IRTA), es troben centrats en el cultiu per tal d'utilitzar-lo en els seus productes o per recórrer altres línies d'investigació. En aquest treball es pretén realitzar una revisió bibliogràfica entorn a tots els aspectes que envolten el cànem, des de la seva història i evolució a través dels anys, els principals usos actuals i quin fou el seu paper anteriorment, els diferents sistemes de cultiu en els quals es pot treballar i en quin de tots se'n pot extreure major rendiment, les dades de superfície dedicades al cultiu i la producció d'aquest a nivell català, espanyol, europeu i al món, les últimes investigacions realitzades i els principals focus d'investigació actuals, etc; amb la finalitat d'apropar al lector en el redescobriment del cultiu de cànem i conscienciar del gran potencial que és capaç d'oferir aquest cultiu.