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Browsing Ciencias by browse.metadata.contributordepartment "Escuela Internacional de Doctorado"
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- PublicationEmbargoAlternativas agro-sostenibles en el cultivo de cítricos(Universidad de Murcia, 2025-07-18) Olmos Ruiz, Rafael; Carvajal Alcaraz, Micaela; Escuela Internacional de Doctorado; Escuela Internacional de DoctoradoEste trabajo de investigación abordó los principales retos del cultivo de limón (Citrus x limon) en regiones mediterráneas, especialmente frente al cambio climático, la degradación del suelo y la escasez hídrica. El objetivo general fue desarrollar y evaluar alternativas agro-sostenibles que mejoren la productividad, calidad del fruto y rentabilidad económica, reduciendo a la vez el impacto ambiental. La Tesis se dividió en cuatro secciones temáticas, cada una con ensayos experimentales independientes, pero conectadas por elementos comunes como el análisis de la fisiología vegetal, la nutrición mineral, la calidad del producto y la viabilidad económica del cultivo. En el primer bloque, se compararon los efectos de la agricultura ecológica y convencional sobre aspectos como la nutrición mineral, el intercambio gaseoso (fotosíntesis, transpiración, conductancia estomática), la eficiencia en el uso del agua y de los fertilizantes, la fijación de CO₂ y la composición bioquímica de los frutos. Asimismo, se estudió el aprovechamiento de subproductos cítricos (pulpa, cáscara y jugo) para producir nano-vesículas con capacidad de encapsular micronutrientes, adoptando así un enfoque de economía circular que permite reducir residuos agrícolas y valorizar desechos del cultivo. Los resultados indicaron que la producción ecológica puede mejorar ciertos parámetros de calidad del limón, aunque en determinados contextos presenta limitaciones de rendimiento. Las nano-vesículas mostraron propiedades bioactivas, proponiéndose su uso en sectores como la cosmética, la terapéutica y la fertilización foliar eficiente. El segundo capítulo abordó la evaluación de distintos tipos de acolchados (orgánicos y geotextiles) y su impacto en variables como la temperatura del suelo, la retención hídrica y la disponibilidad de nutrientes. Los acolchados geotextiles favorecieron el desarrollo vegetativo al conservar mejor la humedad del suelo. Por su parte, los acolchados con restos de poda triturados no solo promovieron un crecimiento superior durante los periodos de altas temperaturas, sino que también estimularon la diversidad bacteriana del suelo, mejorando su salud y sostenibilidad ambiental. El tercer bloque se centró en el efecto del intercultivo de cítricos con plantas aromáticas como Rosmarinus officinalis L. y Lavandula dentata L. Este enfoque permitió observar mejoras en la humedad del suelo, sus propiedades físico-químicas, y en la diversidad de bacterias y nematodos, con efectos positivos sobre la fisiología del limonero. Esta técnica demostró ser una alternativa viable para reducir el uso de insumos externos y recuperar suelos degradados, al tiempo que mejora la productividad. Finalmente, el cuarto bloque examinó diferentes niveles de riego deficitario como respuesta a la creciente escasez de agua provocada por el cambio climático. Se midieron parámetros fisiológicos como la fotosíntesis, la eficiencia hídrica y el rendimiento del cultivo, además de llevar a cabo un análisis económico. Se concluyó que una estrategia de riego moderadamente restringida puede mantener un buen nivel productivo y mejorar significativamente el uso eficiente del agua, generando beneficios económicos para los agricultores. En conjunto, las estrategias evaluadas permitieron un uso más eficiente de recursos clave como el agua, los fertilizantes y los subproductos del cultivo. La implementación de estas técnicas puede transformar los modelos productivos actuales hacia una agricultura más sostenible, resiliente y rentable. El estudio propone soluciones viables a corto y medio plazo, especialmente útiles para zonas mediterráneas semiáridas, afectadas por la crisis climática.
- PublicationOpen AccessCombination of biotechnological techniques for the elimination of microorganisms from apricot plants(Universidad de Murcia, 2025-07-14) Pérez Caselles, Cristian; Burgos Ortiz, Lorenzo; Alburquerque Ferrando, Nuria; Escuela Internacional de Doctorado; Escuela Internacional de DoctoradoEl albaricoquero (Prunus armeniaca L.) es una especie de gran importancia económica en España, especialmente en la Región de Murcia. No obstante, las plantaciones tradicionales se enfrentan a graves problemas sanitarios por la presencia de virus y viroides, destacando Plum pox virus (PPV), que causa la enfermedad de la Sharka, y Hop stunt viroid (HSVd). El objetivo principal de esta tesis es el desarrollo de aproximaciones biotecnológicas que eliminen PPV y HSVd de variedades de albaricoquero. La mejor estrategia contra los virus es conferir a la planta resistencias frente a estos patógenos. Las nuevas técnicas de ingeniería genética han permitido la producción de plantas de ciruelo resistentes a PPV mediante una construcción que desencadena un mecanismo de silenciamiento post-transcripcional de genes del virus. En este trabajo se ha estudiado si la resistencia a Sharka se podría transmitir desde patrones transgénicos de ciruelo a variedades no transgénicas de albaricoquero mediante injerto. Los resultados mostraron una efectividad de hasta un 92% de plantas libres de PPV, así como la acumulación de siRNAs en los injertos. La utilización de material certificado libre de patógenos en las nuevas plantaciones es necesario para garantizar un adecuado estado sanitario de las mismas. Para ello se requiere contar con distintos protocolos biotecnológicos que permitan la eliminación de virus y viroides de albaricoquero. La técnica que se ha utilizado tradicionalmente para el saneamiento de material vegetal es el cultivo de meristemos. Sin embargo, en esta tesis se determinó que la eficiencia del cultivo de meristemos sobre la eliminación de PPV y HSVd en brotes de albaricoquero in vitro es nula o muy baja. La combinación del cultivo de meristemos con otras técnicas es necesaria para aumentar la eficiencia de eliminación de PPV y HSVd en esta especie. El uso de nanopartículas de plata (AgNPs) puede ser una alternativa para la eliminación de virus de plantas, dada su capacidad viricida. En la tesis se ha optimizado un protocolo de micropropagación para albaricoquero utilizando un medio líquido sin cloruros que permitió la introducción de AgNPs en el tejido vegetal, siendo la concentración de plata metálica 23 veces mayor que en el control. Además, se comprobó que la exposición a AgNPs condujo a un aumento de la proliferación, producción de biomasa y acumulación de nutrientes en brotes de albaricoquero in vitro. Por último, se estudió el efecto de las AgNPs sobre la eliminación de PPV y HSVd. Aunque no fue posible la eliminación de HSVd, se consiguió obtener plantas libres de PPV con una eficiencia de hasta el 75%. La termoterapia (exposición a altas temperaturas) y etiolación (crecimiento en oscuridad) se han propuesto como tratamientos efectivos para eliminar PPV y HSVd. El tratamiento combinado y el de 45 días de termoterapia consiguieron las mejores eficiencias de eliminación de PPV (75,0% y 66,7%, respectivamente). Se necesitaron al menos 40 días de termoterapia para obtener plantas libres de HSVd, aunque la mejor eficiencia se obtuvo tras 45 días de termoterapia (22,7%). En esta tesis también se ha desarrollado un protocolo de crioterapia (temperaturas ultrabajas) basado en la técnica “vitrificación en gota” utilizando la solución vitrificante PVS2 que consiguió eliminar PPV con un 81,9% de eficiencia. El trabajo realizado en esta tesis ha permitido establecer distintas estrategias biotecnológicas mediante las que es posible obtener plantas de albaricoquero resistentes o libres de los patógenos PPV y/o HSVd.
- PublicationOpen AccessDiseño de rotaxanos funcionales de amidas bencílicas para el control de su dinámica, la transmisión de quiralidad y su empleo en organocatálisis(Universidad de Murcia, 2025-06-26) Puigcerver Alarcón, Julio; Berná Cánovas, José; Martínez Cuezva, Alberto; Escuela Internacional de Doctorado; Escuela Internacional de DoctoradoEsta Tesis Doctoral está centrada en el estudio de rotaxanos, un tipo de moléculas entrelazadas mecánicamente, formadas por un componente lineal enhebrado a través de un macrociclo sin que medie un enlace covalente entre ellos. Estas estructuras presentan propiedades dinámicas únicas que las convierte en sistemas con aplicaciones en diversos campos, y en plataformas ideales para la construcción de máquinas moleculares. En particular, en esta Tesis se describe el diseño y la síntesis de rotaxanos de amidas bencílicas, los cuales se caracterizan por incorporar macrociclos con grupos amida capaces de establecer enlaces de hidrógeno con otros grupos presentes en los ejes. Objetivos Esta Tesis Doctoral tiene como objetivo principal explorar el potencial de los rotaxanos de amidas bencílicas con un enfoque hacia distintas tareas y aplicaciones. Atendiendo a esta premisa se pueden citar cuatro objetivos generales: 1. Estudiar la modulación del movimiento interno en [2]rotaxanos de amidas bencílicas degenerados mediante la modificación estructural del macrociclo. 2. Desarrollar un método para obtener muestras enantioenriquecidas de [2]rotaxanos con quiralidad mecánica planar y estudiar la capacidad de estos sistemas para transmitir la información quiral a otras unidades estereogénicas. 3. Incluir grupos urea con propiedades catalíticas en la estructura de [2]rotaxanos de amidas bencílicas y estudiar la influencia del enlace mecánico en la actividad catalítica mostrada por estos grupos. 4. Extender la funcionalización de [2]rotaxanos de amidas bencílicas a grupos tiourea y estudiar su actividad catalítica. Metodología Para alcanzar el primer objetivo, se han sintetizado una serie de [2]rotaxanos degenerados con grupos metilo geminales en las posiciones bencílicas del anillo, y se han llevado a cabo estudios de resonancia magnética nuclear a diferentes temperaturas para caracterizar el movimiento de traslación de estos sistemas. Para cumplir con el segundo objetivo, se ha desarrollado un método basado en la desimetrización post-sintetica de [2]rotaxanos proquirales para obtener [2]rotaxanos con quiralidad mecánica planar y se ha evaluado su capacidad para inducir enantioselectividad en reacciones de ciclación intramolecular. Para completar el tercer objetivo, se han sintetizado una serie de [2]rotaxanos que incorporan un grupo urea en su estructura y se ha estudiado su actividad catalítica en reacciones de fluoración por transferencia de fase. Para cumplir con el cuarto objetivo, se ha desarrollado un método de síntesis de [2]rotaxanos que incorporan un grupo tiourea en su estructura empleando ésteres activados como precursores del macrociclo, y se ha estudiado la actividad catalítica de estos sistemas en reacciones de fluoración por transferencia de fase. Conclusiones Las conclusiones que se han obtenido durante el desarrollo de esta Tesis Doctoral son las siguientes: 1. Se ha desarrollado una estrategia para modular la velocidad de traslación del macrociclo en [2]rotaxanos degenerados mediante la variación estructural del anillo para influir en su afinidad por las estaciones. 2. Se ha desarrollado un método para obtener un [2]rotaxano con quiralidad mecánica planar que se ha empleado en la obtención enantioselectiva de sustancias con quiralidad covalente puntual mediante reacciones de ciclación intramolecular. 3. Se han sintetizado [2]rotaxanos con macrociclos de amidas bencílicas que incorporan grupos urea en su estructura. Además, se ha demostrado que la presencia de este tipo de macrociclos entrelazados mejora las prestaciones del grupo dador en procesos de catálisis por interacción con aniones. 4. Se ha sintetizado un [2]rotaxano que incorpora un grupo tiourea en su estructura gracias al empleo de ésteres activados como precursores. Además, se ha demostrado que la presencia de un macrociclo entrelazado puede modular la reactividad de dicho grupo frente a reacciones no deseadas, desbloqueando procesos que resultaban incompatibles.
- PublicationOpen AccessEfecto de la composición de sustratos en la fisiología y la calidad de plantas de interés agronómico y medicinal(Universidad de Murcia, 2025-07-15) Ortiz Delvasto, Nidia Edith; Carvajal Alcaraz, Micaela; Bárzana González, Gloria; Ortuño Tomás, Ana María; Escuela Internacional de Doctorado; Escuela Internacional de DoctoradoLa presente tesis doctoral se enfocó en el estudio de la composición de sustratos para la producción sin suelo de cultivos de alto valor económico y farmacológico, específicamente el arándano (Vaccinium corymbosum L.) y el cannabis (Cannabis sativa L.). Estos cultivos fueron seleccionados por su creciente importancia en las industrias nutracéutica y medicinal, respectivamente. La investigación se realizó bajo condiciones ambientales controladas, y en el caso del arándano también se evaluó el efecto del enriquecimiento con dióxido de carbono (CO₂). El objetivo principal fue analizar cómo diferentes composiciones de sustrato afectan el desarrollo fisiológico, la absorción de nutrientes y la calidad del cultivo. Se utilizaron mezclas de fibra de coco, turba, perlita y chips de madera como sustratos, con el fin de evaluar su impacto en indicadores fisiológicos como la tasa de crecimiento relativo, la conductancia y densidad estomática, y la eficiencia en el uso del agua (WUE) y del nitrógeno (NUE). Estos indicadores fueron fundamentales para entender el comportamiento de las plantas ante diferentes condiciones de cultivo sin suelo. En el cultivo de cannabis, se observó que las mezclas de fibra de coco con turba (70/30) y con turba y perlita (60/30/10) favorecieron significativamente el crecimiento vegetativo, la producción de biomasa y el desarrollo radicular. Estas combinaciones también promovieron una absorción equilibrada de nutrientes como calcio, magnesio e hierro, elementos esenciales en la formación de metabolitos secundarios. Como resultado, las plantas presentaron una arquitectura más robusta y un mejor rendimiento general, lo que indica que estos sustratos ofrecen un entorno favorable para maximizar el potencial productivo del cannabis con fines medicinales. En cuanto al arándano, el sustrato de fibra de coco al 100% resultó ser el más adecuado bajo condiciones ambientales estándar (25°C día/20°C noche, con humedad relativa entre 60% y 70%). Este sustrato facilitó el crecimiento en altura, una mayor tasa de desarrollo y una óptima absorción de nutrientes clave como nitrógeno, hierro, manganeso y zinc. Las propiedades físicas de la fibra de coco, como su capacidad de aireación y retención hídrica, junto con su influencia positiva en la actividad microbiana radicular, contribuyeron a crear un entorno ideal para el desarrollo de esta especie frutal. Sin embargo, al incorporar enriquecimiento con CO₂ en el cultivo de arándano, las combinaciones de fibra de coco con perlita (90/10) y con turba (70/30) mostraron mejores resultados que la fibra de coco pura. Estas mezclas mejoraron la eficiencia en el uso del agua y del nitrógeno, además de promover una respuesta estomática más equilibrada. Esto se debe a que la mayor porosidad y estructura física de los sustratos mezclados permite una mejor gestión del agua y los nutrientes, lo que optimiza la fotosíntesis en ambientes enriquecidos con CO₂. En conclusión, los resultados de esta investigación subrayan la importancia de seleccionar el sustrato adecuado en función de las condiciones ambientales y los objetivos productivos. Para el cultivo de cannabis, las mezclas con turba demostraron ser altamente eficaces para mejorar el rendimiento y la nutrición mineral. Por otro lado, para el arándano, la fibra de coco pura es ideal bajo condiciones estándar, mientras que sus combinaciones con perlita o turba se recomiendan en entornos enriquecidos con CO₂, donde es esencial un mayor control fisiológico. Este estudio ofrece una base sólida para futuras investigaciones centradas en el análisis molecular de los procesos fisiológicos relacionados con el transporte de agua y nutrientes. Asimismo, propone que una estrategia integrada de manejo de sustratos, eficiencia en el uso del agua y enriquecimiento con CO₂ puede contribuir al desarrollo de una agricultura más precisa, sostenible y de alta calidad.
- PublicationOpen AccessEmpleo de plantas halótas en agricultura : impacto en plantas de tomate cultivadas en condiciones salinas y selección de germoplasma de élite halófito(Universidad de Murcia, 2025-05-29) Jurado Mañogil, Carmen; Hernández Cortés, José Antonio; Díaz Vivancos, Pedro; Escuela Internacional de Doctorado; Escuela Internacional de DoctoradoLa salinidad del suelo representa uno de los principales desafíos para la agricultura a nivel mundial, afectando negativamente la productividad y calidad de los cultivos. Esta problemática se agrava en regiones áridas y semiáridas, donde el manejo de los recursos hídricos y la acumulación de sales limita las opciones para desarrollar una agricultura sostenible. En este contexto, el desarrollo de nuevos sistemas agrícolas es esencial para hacer frente a la creciente demanda de alimentos y la degradación del entorno. Entre las soluciones más prometedoras se encuentra la fitorremediación, una técnica que consiste en aprovechar la capacidad de ciertas plantas para absorber, acumular y tolerar elevadas cantidades de ciertos compuestos perjudiciales, con el fin de reducir su presencia en el suelo. Las halófitas, plantas adaptadas a vivir en presencia de altas concentraciones de NaCl, son una estrategia prometedora para mitigar la pérdida de rendimiento en cultivos de interés agronómico bajo condiciones salinas. En particular, Arthrocaulon macrostachyum es una halófita suculenta con la capacidad de acumular sales en sus tejidos, lo que la posiciona como una especie fundamental para enfrentar estos retos. En la presente Tesis Doctoral se evaluó la utilidad de A. macrostachyum en dos sistemas agrícolas diferentes (cultivo intercalado y cultivo secuencial) para optimizar el desarrollo de plantas de tomate en un suelo moderadamente salino. De entre todos los cultivos hortícolas, el tomate (Solanum lycopersicum) es uno de los más importantes a nivel mundial por su valor económico y nutricional, por lo que se considera como una planta modelo ideal para explorar estrategias de mejora agrícola. Para determinar el efecto del empleo de A. macrostachyum en las plantas de tomate se investigó en las plantas de tomate el contenido de nutrientes minerales, el estado de la fotosíntesis, el metabolismo antioxidante y la producción y calidad de los frutos. Los resultados demostraron que ambos sistemas de cultivo son efectivos para reducir la salinidad del suelo y promovieron en las plantas de tomate un buen balance nutricional y la inducción de un estrés oxidativo moderado, que pudo estar relacionado con el desarrollo de mecanismos de adaptación. Asimismo, el cultivo intercalado mejoró el rendimiento fotosintético y el cultivo secuencial resultó en un incremento del 27% en la producción de frutos de tomate, aunque se observó una ligera reducción en el contenido de azúcares solubles en los mismos. Por otro lado, se estudió por primera vez los cambios a nivel del metaboloma inducidos por el cultivo intercalado entre S. lycopersicum y A. macrostachyum. Se demostró que este tipo de cultivo estimula rutas metabólicas específicas en ambas especies. En tomate, se observaron alteraciones en el metabolismo de azúcares y almidón (en consonancia con la mejora del rendimiento fotosintético observado), mientras que en la halófita se observaron cambios principalmente en rutas relacionadas con aminoácidos. Estas modificaciones metabólicas en tomate se correlacionan con el establecimiento de estrés oxidativo leve, que a su vez parece promover ajustes fisiológicos y metabólicos de adaptación a las condiciones de intercalado. Debido a los efectos beneficiosos que presenta A. macrostachyum para la agricultura salina, se abordó finalmente el desarrollo de un método eficiente para la micropropagación, multiplicación y aclimatación ex vitro de esta especie, utilizando material germinado in vitro. La caracterización fisiológica y bioquímica durante la micropropagación resaltó la resistencia de esta especie a altas concentraciones de NaCl. Este avance no solo facilita la conservación y propagación de genotipos con una mayor tolerancia a la salinidad, sino que también provee una base sólida para su potencial uso en futuras aplicaciones para la agricultura salina. En definitiva, los hallazgos de esta Tesis Doctoral subrayan la relevancia de A. macrostachyum como un aliado estratégico para una agricultura alternativa más sostenible y eficiente en suelos salinos. Su capacidad para reducir la salinidad del suelo y mejorar el estado fisiológico y metabólico de cultivos como el tomate, refuerzan su integración en los sistemas agrícolas. Además, la instauración de un método eficiente de micropropagación para esta halófita garantiza su disponibilidad para futuras aplicaciones.
- PublicationOpen AccessImproving welfare assessment in fish : behavioural stress indicators and daily rhythms for precision aquaculture(Universidad de Murcia, 2025-05-23) Pintos, Santiago; Bertolucci, Cristiano; Vera, Luisa María; Sánchez-Vázquez, Francisco Javier; Escuela Internacional de Doctorado; Escuela Internacional de DoctoradoEn los últimos años, el bienestar animal ha recibido mayor atención tanto en la sociedad como en la investigación científica, impulsado por preocupaciones crecientes acerca de las implicaciones éticas en las prácticas de cultivo animal. Esta inquietud ha conllevado a regulaciones más estrictas, a una mayor demanda por parte de los consumidores por productos certificados y a una conciencia social más amplia acerca de las condiciones de vida de los animales. Aunque se han logrado avances significativos en animales terrestres, el bienestar de animales acuáticos sigue sin ser abordado adecuadamente. De hecho, a pesar de la robusta evidencia que respalda la capacidad de los peces para experimentar dolor, estrés y malestar, el bienestar de los peces no está aún garantizado en las prácticas de cultivo. Esta tesis doctoral tuvo como objetivo mejorar la evaluación del bienestar animal en peces mediante el desarrollo de indicadores no invasivos de estrés y el análisis de los ritmos diarios en las respuestas al estrés. Además, se exploraron estrategias para potenciar el bienestar de los peces a través de la optimización de prácticas de manejo que tengan en cuenta la hora del día, la etapa del desarrollo, las interacciones sociales y el impacto de piensos acuícolas sostenibles. Mediante una serie de experimentos, esta tesis evaluó las respuestas especie-específicas al estrés en especies modelo y de cultivo —incluyendo la tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus), la tenca (Tinca tinca), la carpa koi (Cyprinus carpio), el rodaballo (Scophthalmus maximus), la dorada (Sparus aurata) y el pez cebra (Danio rerio). El Capítulo 1 se centró en identificar indicadores comportamentales de estrés en especies de cultivo de importancia económica que han recibido poca atención en la investigación científica sobre bienestar. Los resultados evidenciaron marcadores de estrés específicos para cada especie, resaltando la importancia de desarrollar protocolos de bienestar adaptados que aseguren evaluaciones precisas y mejoren la calidad de vida de los animales. Además, este capítulo exploró el rol de los individuos de la misma especie en la reducción de las respuestas al estrés en especies de cultivo. El Capítulo 2 investigó la presencia de ritmos diarios en las respuestas al estrés de especies modelo y de cultivo, tanto diurnas como nocturnas, revelando que estas respuestas varían no solo según la hora del día, sino también de acuerdo con los patrones de actividad particulares de cada especie. Asimismo, los resultados mostraron que la modulación diaria del estrés depende de otros factores, como la edad de los individuos y el entorno social. En el Capítulo 3 se evaluaron los efectos de dietas sostenibles que incorporan fuentes alternativas de alimentación, como la quinoa y la espirulina, sobre el bienestar de la tilapia del Nilo. Aunque estas dietas demostraron potenciales beneficios para la resiliencia al estrés, también se observaron dificultades en cuanto a la palatabilidad y el rendimiento en el crecimiento. El Capítulo 4 trasladó la investigación a un contexto industrial al examinar las variaciones diarias en la calidad del agua dentro de un sistema acuapónico desacoplado a gran escala. Finalmente, la discusión general integró los hallazgos de los estudios experimentales e industriales, apoyando el uso de indicadores comportamentales de estrés y pruebas de comportamiento para evaluar el bienestar de los peces, al tiempo que destacó la necesidad de prácticas de manejo específicas para cada especie, orientadas a minimizar el estrés y mejorar las condiciones de vida animal. En conjunto, esta tesis ofrece valiosos conocimientos sobre la investigación del bienestar animal en peces, al mejorar las evaluaciones existentes y explorar estrategias innovadoras para potenciar el bienestar. Así, esta tesis pretende apoyar el desarrollo de prácticas más precisas y éticamente responsables en acuicultura.
- PublicationEmbargoManejo de algas pardas en el norte de Chile : un enfoque multidimensional(Universidad de Murcia, 2025-07-24) González Roca, Fernando; Pérez Ruzafa, Ángel; Vásquez Castro, Julio Alberto; Gelcich Crossley, Stefan; Escuela Internacional de Doctorado; Escuela Internacional de DoctoradoLa presente tesis, titulada “Manejo de algas pardas en el norte de Chile: un enfoque multidimensional”, analiza de manera integrada los factores ecológicos, sociales y económicos que influyen en la sostenibilidad de los bosques de algas (kelp) en las regiones de Atacama y Coquimbo. Estos bosques cumplen un rol esencial como fuente de hábitat, alimento y protección costera, además de aportar sustento económico a las comunidades locales. Objetivos 1. Evaluar el impacto ecológico de los diferentes regímenes de manejo —Áreas de Manejo y Explotación de Recursos Bentónicos (AMERB), Planes de Manejo Regional (PM) y Áreas Marinas Protegidas (AMP) — en la estructura poblacional (biomasa, densidad y tamaño) de las algas pardas del género Lessonia. 2. Explorar las percepciones de los pescadores acerca de la efectividad, el cumplimiento y la satisfacción con estos regímenes, identificando factores de gobernanza y confianza institucional que condicionan la adopción de buenas prácticas. 3. Analizar la resiliencia socioeconómica de los pescadores y su capacidad de adaptación ante cambios en el mercado (caída de precios), eventos climáticos (El Niño) y aumento de la actividad ilegal, mediante escenarios hipotéticos. Metodología La investigación se dividió en tres fases complementarias: • En la primera fase, se recopilaron datos ecológicos (biomasa, densidad y estructura de tamaños) sobre poblaciones de Lessonia spp. mediante muestreos en campo, con el fin de evaluar la salud de las poblaciones en sitios con distintos regímenes de manejo. • En la segunda fase, se realizaron encuestas y entrevistas semiestructuradas a directivos de asociaciones de pescadores y a pescadores artesanales de 25 organizaciones. Se indagó su percepción sobre el éxito de las políticas, el nivel de cumplimiento de normas y la confianza en instituciones, líderes locales y autoridades. • En la tercera fase, se aplicaron escenarios hipotéticos (caída de precios, fenómeno El Niño y aumento de la pesca furtiva) para identificar estrategias de respuesta y estimar la capacidad adaptativa de los pescadores. El análisis estadístico incluyó tablas de contingencia, pruebas no paramétricas y modelos de regresión logística multinomial. Resultados y Conclusiones • Efecto en la biomasa y estructura poblacional: Las AMP mostraron mayores niveles de biomasa y presencia de ejemplares adultos, mientras que las AMERB lograron resultados positivos similares en algunas áreas, siempre que existiera una vigilancia efectiva. En cambio, las zonas históricamente de libre acceso bajo PM presentan dificultades de cumplimiento y mayor presión de cosecha. • Percepción de los pescadores: En AMERB se percibe mayor satisfacción, éxito y confianza en los líderes y la autoridad, propiciando un mejor cumplimiento de normas. Por el contrario, los Planes de Manejo Regional adolecen de falta de fiscalización y menor involucramiento de los pescadores en la toma de decisiones, propiciando la actividad ilegal. • Resiliencia socioeconómica: Factores como la migración, la diversificación de ingresos y la pertenencia o no a un régimen de derechos de uso territorial influyen en la respuesta ante perturbaciones. Los pescadores locales y con actividades económicas alternativas tienden a adoptar estrategias de mitigación; quienes dependen solo del kelp o no tienen arraigo local suelen intensificar la explotación del recurso. • Recomendaciones: Se sugiere reforzar la participación local en los PM, mejorar la vigilancia en la costa e incluir criterios de manejo adaptativo (como cuotas individuales o rotaciones de cosecha). Asimismo, fomentar la diversificación de ingresos y la integración de pescadores foráneos puede fortalecer la resiliencia y la sostenibilidad del recurso. En conclusión, la tesis demuestra que la sostenibilidad de las algas pardas en Chile depende tanto de medidas ecológicas como de mecanismos de gobernanza local que equilibren conservación y necesidades socioeconómicas, promoviendo mayor participación y cumplimiento por parte de las comunidades artesanales.
- PublicationOpen AccessMolecular approaches to the study of the microbial community in semi-natural and agricultural soils(Universidad de Murcia, 2025-06-26) Barquero Martínez, María Belén; Bastida López, Felipe; López Mondéjar, Rubén; Escuela Internacional de Doctorado; Escuela Internacional de DoctoradoEsta tesis doctoral investiga la ecología microbiana del suelo, centrándose en los ciclos biogeoquímicos del fósforo (P), nitrógeno (N) y carbono (C) en suelos agrícolas y naturales. Mediante enfoques multi-ómicos —metagenómica, metaproteómica, metatranscriptómica y genomas ensamblados a partir de metagenomas (MAGs)— se analizan la composición funcional del microbioma edáfico, su especialización ecológica y su respuesta a factores como la fertilización, la fenología del cultivo y la descomposición de materia orgánica. Los objetivos específicos fueron: (i) estudiar el efecto de distintos fertilizantes sobre procesos clave del ciclo del fósforo (capítulo 1) y del nitrógeno (capítulo 2) usando metagenómica y metaproteómica; y (ii) analizar la degradación de biopolímeros vegetales y fúngicos en suelos forestales (capítulo 3) mediante metagenómica, metatranscriptómica y MAGs. Los resultados muestran que la fenología del cultivo es un factor decisivo en la expresión génica asociada a los ciclos de nitrógeno y fósforo, superando incluso el efecto de la fertilización. La nitrificación y la desnitrificación están moduladas por el desarrollo vegetal, lo que implica que las estrategias de fertilización deben sincronizarse con el momento fenológico. Aunque la fertilización también afecta la expresión funcional microbiana (por ejemplo, promoviendo procesos como DNRA o estimulando rutas específicas), las enmiendas orgánicas requieren gestión cuidadosa para sincronizar la liberación de nutrientes con la demanda del cultivo. En el ciclo del fósforo, se identificaron gremios funcionales especializados, con Actinobacteria implicadas en la solubilización del fósforo inorgánico. Además, se destacó el papel de las arqueas, que albergan genes de metabolismo fosfatado y cuya relevancia ha sido subestimada. La enzima phoX, identificada por metaproteómica, se propone como biomarcador en agroecosistemas. Respecto al ciclo del nitrógeno, se confirmó la especialización funcional de familias como Nitrososphaeraceae (nitrificación) y Propionibacteriaceae (desnitrificación), así como la relevancia de GlnA como enzima clave en la asimilación de N. Para el ciclo del carbono, se identificaron gremios bacterianos especializados en la degradación de quitina, celulosa y β-glucanos, desafiando la idea tradicional del predominio fúngico. Aunque Proteobacteria fueron taxonómicamente dominantes, no lo fueron a nivel funcional, resaltando la importancia de adoptar una perspectiva funcional. A nivel metodológico, esta tesis demuestra el valor de integrar datos multi-ómicos y algoritmos de aprendizaje automático para predecir respuestas funcionales microbianas ante distintos escenarios agronómicos. Los hallazgos abren vías para el desarrollo de biosensores, biofertilizantes y herramientas de diagnóstico funcional aplicables a la agricultura sostenible.
- PublicationOpen AccessNuevas herramientas de química sostenible para la despolimerización de la espuma de poliuretano(Universidad de Murcia, 2025-06-25) Salas Vidal, Rebeca; Lozano Rodríguez, Pedro; Villa Aroca, Rocío; Escuela Internacional de Doctorado; Escuela Internacional de DoctoradoLa necesidad de preservar el medioambiente y garantizar estándares sostenibles de calidad de vida ha llevado a replantear los modelos de producción y consumo actuales, incorporando criterios de sostenibilidad y economía circular en los procesos industriales. En este contexto, el reciclaje de materiales plásticos se ha consolidado como uno de los principales desafíos dentro del ámbito de la química verde, siendo los poliuretanos (PUs, del inglés Polyurethanes) una de las familias de polímeros más problemáticas debido a su alta estabilidad química, que dificulta su degradación eficiente. En particular, las espumas de poliuretano (PUFs, del inglés PU Foams) se utilizan ampliamente en aplicaciones industriales y comerciales, pero su escasa biodegradabilidad y la inexistencia de procesos de reciclaje económicamente viables a gran escala agravan su impacto ambiental. Los métodos convencionales de reciclaje, como el reciclado mecánico, presentan serias limitaciones en términos de eficiencia energética, selectividad y generación de subproductos. Ante esta problemática, han emergido nuevas estrategias más sostenibles basadas en el empleo de líquidos iónicos (LIs), que han demostrado ser medios prometedores para la despolimerización de residuos poliméricos. Paralelamente, la biocatálisis se perfila como una herramienta eficaz para la degradación selectiva de polímeros, aunque su aplicación en PU ha estado limitada por el carácter recalcitrante intrínseco de este material. Esta Tesis Doctoral ha demostrado que la integración de LIs con tecnologías (bio)catalíticas representa una alternativa eficiente y sostenible para la despolimerización de residuos de PU. La sinergia entre ambas herramientas ha permitido la recuperación de monómeros reutilizables bajo condiciones de reacción suaves, favoreciendo su reincorporación en la síntesis de nuevos materiales. A lo largo de la investigación, se ha desarrollado un enfoque multidisciplinar que ha abarcado desde una revisión crítica del marco teórico hasta el diseño y validación experimental de procesos de despolimerización química y enzimática, con especial atención a aspectos clave como la eficiencia del sistema, la estabilidad catalítica y la escalabilidad de los métodos propuestos. Entre los avances logrados, se ha demostrado que el empleo de LIs hidrofóbicos contribuye a estabilizar enzimas relevantes para la hidrólisis de enlaces uretano, permitiendo una conversión significativamente superior respecto a medios acuosos convencionales. Asimismo, se ha validado la acción sinérgica de enzimas específicas como ureasa y lipasa, lo que ha resultado clave para la mejora del rendimiento enzimático. Por otra parte, se ha optimizado un protocolo de despolimerización química de residuos reales de espuma de PU mediante el uso de LIs miscibles con agua en combinación con catalizadores superbásicos. Este procedimiento ha permitido trabajar a temperaturas inferiores a 100 °C y presión atmosférica, logrando una recuperación de polioles con propiedades adecuadas para su reutilización en la síntesis de nuevos PUs. Además, se ha confirmado la viabilidad de reutilizar el medio de reacción durante múltiples ciclos sin pérdida significativa de eficiencia, y se ha validado el escalado del proceso, con ensayos realizados a nivel de kilogramo por lote. En conjunto, los resultados obtenidos en esta Tesis Doctoral evidencian que la integración de LIs y tecnologías (bio)catalíticas representa una estrategia innovadora y eficaz para abordar el reciclaje de PUs. Los métodos desarrollados ofrecen soluciones viables y sostenibles para la recuperación de materiales de alto valor añadido, y se enmarcan dentro de los principios de la química verde y los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), contribuyendo especialmente a la promoción de modelos de producción y consumo responsables, la acción por el clima y el desarrollo de tecnologías limpias aplicables a escala industrial.
- PublicationOpen AccessOptimization of the generation of genetically modified pigs(Universidad de Murcia, 2025-07-10) Piñeiro Silva, Celia; Gadea Mateos, Joaquín Jerónimo; Escuela Internacional de Doctorado; Escuela Internacional de DoctoradoLa presente tesis doctoral se presenta como un compendio de cuatro publicaciones científicas que contribuyen a una línea de investigación centrada en la edición genética de embriones porcinos mediante técnicas de electroporación y lipofección. El objetivo de esta tesis fue optimizar las metodologías de edición genética en embriones porcinos mediante el uso del sistema CRISPR/Cas9 y de las técnicas de electroporación y lipofección. La mejora de la eficiencia de estas técnicas permitirá su aplicación en los campos de la biomedicina y la producción animal, incluyendo la generación de modelos de enfermedades, la resistencia a enfermedades virales y el avance en xenotrasplantes. Los estudios se realizaron fundamentalmente siguiendo un procedimiento estándar de producción in vitro de embriones porcinos. Se aplicaron diferentes protocolos de edición genética con CRISPR/Cas9 y se evaluó la eficiencia de la electroporación y la lipofección en términos de desarrollo embrionario y parámetros de mutación. Se realizó el genotipado de los embriones mediante PCR fluorescente y electroforesis capilar en gel para verificar las modificaciones genéticas en los embriones porcinos y se evaluó su desarrollo hasta la fase de blastocisto. Se demostró que la electroporación antes de la fecundación in vitro (FIV) permite generar embriones porcinos con mutaciones simples, dobles y múltiples de manera eficiente. La tasa de mutación no depende del número de guías por tratamiento, sino de la guía específica utilizada, y la concentración de ARN guía (sgRNA) y de la proteína Cas9 juega un papel crucial en la eficiencia del sistema de edición genética, afectando tanto a la tasa de mutación como al grado de mosaicismo. Además, la combinación de la electroporación con la FIV favorece el desarrollo embrionario temprano, ya que aumenta la activación ovocitaria y la proporción de ovocitos con un solo pronúcleo a las 18 horas post-inseminación, lo que incrementa la formación de partenotes sin alterar la tasa de blastocisto. En términos de optimización técnica, se identificó que el Opti-MEM es mejor medio de electroporación que el Duplex Buffer en términos de desarrollo embrionario. Asimismo, el momento de realización del procedimiento de electroporación con respecto a la FIV no influye en el desarrollo embrionario ni en la activación partenogénica, pero sí afecta a la tasa de mutación, siendo más eficiente si se realiza 7 horas después de la FIV. Por otro lado, se comprobó que es posible generar embriones porcinos modificados genéticamente mediante lipofección de ovocitos con zona pelúcida intacta durante la FIV, con una concentración óptima de liposomas-RNP del 5 % v/v. No se encontraron diferencias significativas entre las lipofectaminas comerciales CRISPRMAXTM y 3000 en términos de tasa de mutación y desarrollo embrionario, aunque se determinó que el tiempo de co-incubación óptimo con la lipofectamina CRISPRMAXTM es de 8 horas en nuestras condiciones experimentales. Los resultados de esta tesis contribuyen significativamente al campo de la biotecnología reproductiva y la edición genética, con aplicaciones en los ámbitos biomédico y ganadero.
- PublicationEmbargoResponses of Andean birds and functional groups to Land-Use changes(Universidad de Murcia, 2025-05-26) Landázuri Paredes, Omar Stalin; Robledano Aymerich, Francisco; Tinoco Molina, Boris Adrián; Escuela Internacional de Doctorado; Escuela Internacional de DoctoradoEl cambio en el uso del suelo se encuentra entre los principales causantes de la pérdida de biodiversidad, especialmente en los hotspots de biodiversidad como los Andes Tropicales, una región que alberga la mayor concentración de aves endémicas a nivel mundial. Las actividades humanas, como la deforestación, la expansión agrícola y el desarrollo de infraestructura, han generado la pérdida y fragmentación significativa de hábitats, modificando la estructura espacial del paisaje andino y afectando a las comunidades de aves en múltiples niveles ecológicos. Sin embargo, todavía no son comprendidos completamente los mecanismos por los que el cambio en el uso del suelo influye en la riqueza de especies, la diversidad funcional y los servicios ecosistémicos. Esta tesis doctoral adopta un enfoque multi-escala para evaluar los efectos del cambio en el uso del suelo sobre las comunidades de aves en los Andes, integrando análisis a nivel de paisaje, local y también utilizando los rasgos funcionales de las especies. A una escala de paisaje, fueron evaluados los efectos de la composición y configuración sobre la riqueza de aves y los patrones de ocupación. A una escala local, analizamos el rol de la disponibilidad de recursos, particularmente las plantas productoras de néctar, en la estructura de las aves nectarívoras. Finalmente, a nivel funcional, exploramos si el cambio en el uso del suelo promueve un empaquetamiento de nicho (redundancia funcional) o la expansión de nicho (diversificación funcional) en los ensamblajes de aves andinas. Nuestros resultados podrían indicar que, a nivel de paisaje, la composición es un predictor fuerte de la riqueza de aves, con la cobertura de vegetación nativa y la heterogeneidad del hábitat desempeñando roles clave en el mantenimiento de la diversidad aviar. Por otro lado, la configuración mostró efectos dependientes de la escala, influyendo en la ocupación de especies, especialmente en los grupos funcionales con mayores requerimientos de hábitat. En el caso de las aves nectarívoras, la disponibilidad de recursos florales resultó ser un factor más significativo en comparación a la estructura del paisaje, destacando la importancia de estos recursos en las redes de polinización. Nuestros análisis funcionales revelaron que la riqueza de especies, por sí sola, no refleja completamente las respuestas de la biodiversidad a los cambios en el uso del suelo. Mientras que algunos grupos mostraron una expansión de su nicho en paisajes más heterogéneos, otros, por el contrario, mostraron un empaquetamiento del nicho, lo que podría indicar también una mayor redundancia funcional. Los resultados de la presente tesis doctoral resaltan la necesidad de implementar estrategias de conservación integrales que aborden tanto la estructura del hábitat como la disponibilidad de recursos, garantizando la persistencia de las especies y el mantenimiento de sus funciones ecológicas en paisajes modificados por actividades antrópicas. Las acciones de conservación deben priorizar la protección de bosques nativos y conservar aquellos recursos florales clave para el sustento de las aves polinizadoras. Además, la incorporación de métricas de diversidad funcional en la planificación de la conservación proporcionará una comprensión más profunda de la resiliencia de los ecosistemas frente a los cambios en el uso del suelo.
- PublicationOpen AccessStudy of Peripheral Refraction and Visual Behavior in Myopia Prevention(Universidad de Murcia, 2025-07-15) Lin, Zhenghua; Artal Soriano, Pablo; Escuela Internacional de Doctorado; Escuela Internacional de DoctoradoLa prevalencia global de la miopía ha aumentado drásticamente, especialmente entre los jóvenes de Asia Oriental. En China, más del 50 % de los niños y adolescentes son miopes, con tasas que superan el 70 % en estudiantes universitarios. La alta miopía incrementa significativamente el riesgo de complicaciones visuales graves, lo que hace crucial la detección temprana y la intervención. Uno de los mecanismos propuestos en el desarrollo de la miopía es el desenfoque retiniano periférico. Sin embargo, esta teoría sigue en debate debido a resultados contradictorios en estudios clínicos, principalmente por la limitada resolución espacial de los datos de refracción periférica. Para superar estas limitaciones, desarrollamos un sistema de mapeo bidimensional (2D) de refracción periférica basado en un sensor de frente de onda Hartmann-Shack. Aplicado en un estudio longitudinal de dos años con más de 200 niños, el sistema reveló que el desenfoque miópico relativo en la retina superior podría ser un biomarcador potencial del inicio de la miopía en niños emétropes. Sin embargo, el desenfoque hipermetrópico periférico pareció ser más una consecuencia que una causa de la progresión miópica. También exploramos los efectos de las lentes de control de miopía—como DIMS, Stellest y MyoCare—en la acomodación dinámica utilizando un sistema de imagen de doble paso. Ninguna de las lentes alteró significativamente las respuestas de acomodación, incluso cuando se manipularon por separado la óptica central y periférica. Esto sugiere que la modificación del desenfoque periférico no cambia el comportamiento de acomodación en las lentes comerciales actuales para control de miopía. El sistema visual humano podría tener un umbral más alto para adaptarse a las señales de desenfoque en la periferia. Aprovechando el sistema de doble paso, también analizamos el contraste de las imágenes retinianas producidas por estas lentes experimentales. Descubrimos que todas las lentes de control de miopía reducen el contraste de la imagen retiniana, especialmente Stellest, lo que sugiere que la reducción de contraste podría ser un mecanismo común que contribuye a la eficacia del tratamiento. Además, desarrollamos un sistema portátil de seguimiento binocular integrado en gafas personalizadas para estimar la distancia de mirada en entornos reales basado en la convergencia binocular. Las validaciones mostraron alta precisión y repetibilidad en la estimación de la mirada central, ofreciendo una herramienta robusta para futuros estudios sobre el retraso acomodativo, el comportamiento visual, la evolución de la refracción periférica y el desarrollo de la miopía. En conclusión, esta tesis presenta nuevos hallazgos sobre la dinámica espacial de la refracción periférica, su relación con la acomodación y el comportamiento de la mirada, y su papel en el desarrollo de la miopía. Nuestros resultados respaldan el uso de la refracción periférica de campo amplio y las métricas basadas en contraste como enfoques prometedores para la investigación y el control de la miopía.