BIOLOGIA MOLECOLARE VEGETALE AVANZATA
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2021/2022
- Docente
- GIOVANNI BERNACCHIA
- Crediti formativi
- 6
- Periodo didattico
- Primo Semestre
- SSD
- BIO/04
Obiettivi formativi
- Il corso si propone di fornire le conoscenze sui meccanismi molecolari alla base di alcune attività cellulari nei sistemi vegetali. In particolare, verranno fornite conoscenze sulla struttura ed organizzazione dei genomi delle piante, sul ruolo di sequenze ripetute e trasponibili, su tecniche di diagnostica molecolare. Particolare rilievo viene dato allo studio dei meccanismi cellulari che regolano la crescita, il differenziamento e lo sviluppo delle piante e la risposta agli stress biotici ed abiotici.
Conoscenza e comprensione
Lo studente:
- Conosce l’organizzazione dei genomi vegetali;
- Conosce la struttura e il ruolo di DNA ripetuto e piccoli RNA nel determinare l’espressione genica;
- Sa descrivere i meccanismi molecolari che regolano il differenziamento cellulare e la percezione e trasduzione dei segnali;
- Sa descrivere le risposte agli stress e l’interazione pianta-patogeno;
- Conosce le metodiche di trasformazione delle piante;
- Sa descrivere le caratteristiche del sistema modello Arabidopsis thaliana.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente:
- sa utilizzare correttamente la terminologia della biologia molecolare applicata alle piante;
- è in grado di utilizzare le conoscenze sui meccanismi di sviluppo e sull’azione degli ormoni vegetali per crescere delle piante in vitro;
- è in grado di interpretare i risultati degli esperimenti di genetica e biologia molecolare per l’isolamento e lo studio dell’espressione dei geni nella pianta modello Arabidopsis thaliana Prerequisiti
- Lo studente deve avere buone conoscenze di fisiologia e biologia cellulare vegetale, nozioni di base di biologia molecolare e genetica. In particolare, deve conoscere l’organizzazione della cellula vegetale, la fotosintesi, le vie di sintesi degli ormoni, l’organizzazione del DNA e la genetica di popolazioni.
Contenuti del corso
- Le lezioni teoriche sono strutturate per argomenti a complessità crescente, della durata normalmente di circa 2 ore l’una.
Il corso descrive i seguenti argomenti.
Colture in vitro e micropropagazione vegetale, ruolo degli ormoni e applicazioni -- Il gene vegetale, ruolo del promotore e del terminatore, modularità strutturali -- Metodi di trasformazione genetica dei vegetali, Agrobacterium tumefaciens e metodi diretti, vettori di trasformazione genetica, protocolli di lavoro – Applicazioni e problematiche associate all’ottenimento e alla crescita di varietà transgeniche – Metodi di regolazione dell’espressione genica, RNA antisenso e interference, esempi applicativi – Genetica Forward: dall'isolamento di un mutante all'identificazione del gene mutato - Genetica Reverse: isolamento di un mutante inserzionale nel gene d'interesse - Regolazione genica durante lo sviluppo: regolazione del ciclo cellulare e regolazione dello sviluppo vegetativo e induzione fiorale, sviluppo del fiore (geni MADS, il modello ABC)
Organizzazione, struttura e caratteristiche dei genomi vegetali, dimensioni, elementi ripetuti e variabilita’ - Struttura del genoma nucleare e introduzione dei concetti di autopoliploidia e allopoliploidia. – Mappe genetiche e mappe fisiche, arricchimento in marcatori molecolari e tecniche di biologia molecolare per l’identificazione di nuovi marcatori – Miglioramento di specie vegetali di interesse agronomico, metodi classici e molecolari di incrocio e selezione - Trasduzione dei segnali: recettori (luce, ormoni) - Risposte delle piante agli stress abiotici - Interazione pianta-patogeno: definizione di patogeno, il modello a zig-zag di risposta ai patogeni. Metodi didattici
- Il corso è strutturato in lezioni teoriche frontali per un totale di 48 ore (6 CFU). Gli argomenti del corso saranno affrontati in modo approfondito nelle lezioni in aula, dove peraltro saranno presentati anche riferimenti a riviste scientifiche. Gli argomenti trattati saranno spiegati attraverso presentazioni powerpoint, che verranno di volta in volta fornite, in formato PDF, agli studenti. Nei testi consigliati non sono trattati tutti gli argomenti del corso e sono quindi suggeriti per una più semplice comprensione dei concetti di base, risulta pertanto consigliata la partecipazione alle lezioni. Le ultime ore del corso possono essere dedicate al ripasso degli argomenti principali del programma.
Modalità di verifica dell'apprendimento
- L’obiettivo della prova d’esame consiste nel saggiare le capacità di sintesi delle conoscenze acquisite e di ragionamento sulle problematiche del settore.
Esame orale: lo studente risponderà in media a tre domande generali, a cui seguono ulteriori domande di approfondimento che potranno spaziare ad altri argomenti del corso. Viene soprattutto valutata la capacità di porre in relazione i diversi temi del corso e la capacità di descrivere con spirito critico le conoscenze.
Esame scritto (se necessario in base alla numerosita' degli studenti): lo studente risponderà in media a 10-15 domande generali aperte, ciascuna con punteggio variabile da 1 a 3.
Le modalità d'esame potranno subire modifiche a causa della situazione sanitaria eccezionale (distanziamento sociale etc) per cui le verifiche orali e/o scritte si potrebbero svolgere anche per via telematica. Testi di riferimento
- Appunti e materiale didattico utilizzato durante le lezioni.
Articoli e review aggiornati tratti da riviste internazionali.
Buchanan B., Gruissem W., Jones R. Biochimica e Biologia Molecolare delle Piante. 2003. Ed. Zanichelli
