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Aspetti applicativi delle biotecnologie vegetali

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Applied plant biotechnologies

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Anno accademico 2020/2021

Codice attività didattica
INT0520B
Docenti
Prof. Roberto Botta (Affidamento interno)
Prof. Daniela Torello Marinoni (Affidamento interno)
Corso di studio
[056502] BIOTECNOLOGIE VEGETALI
Anno
1° anno
Periodo
Da definire
Tipologia
C - Affine o integrativo
Crediti/Valenza
6
SSD attività didattica
AGR/03 - arboricoltura generale e coltivazioni arboree
Erogazione
Mista/Blended
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Orale
Tipologia unità didattica
modulo
Corso integrato
Biotecnologie genetiche (INT0520)
Prerequisiti
Conoscenze di biologia vegetale, botanica, genetica, biochimica
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Sommario del corso

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Obiettivi formativi

Il C.I. contribuisce alla formazione degli studenti nell'Area Biotecnologica del CdS. Il modulo ha lo scopo di fornire competenze e conoscenze su: tecniche di coltura in vitro utili per il miglioramento delle specie vegetali; i principali aspetti applicativi delle biotecnologie con particolare riferimento al miglioramento genetico e allo studio delle specie vegetali con enfasi su quelle arboree da frutto; le basi genetiche dei caratteri di interesse; le principali strategie per ottenere caratteri migliorati in piante di interesse agroindustriale.

The Integrated Course contributes to the training activities of the Biotechnological Area of education of the Master Degree in Plant Biotecnologies. This class has the aim of providing knowledge and competence on: techniques of in vitro culture of plants; the main practical aspects of biotechnologies with particular attention to breeding and studying fruit and nut crops; the genetic bases of traits of interest; the main strategies to obtain plants with improved characters of agroindustrial interest.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Conoscenze e capacità di comprensione

Alla fine dell'insegnamento lo studente avrà acquisito conoscenze relative agli aspetti applicativi delle biotecnologie che interessano le piante di interesse agroalimentare ed industriali, in particolare:

  • le principali tecniche di coltura in vitro
  • gli impieghi dei marcatori molecolari nel breeding e per la genotipizzazione
  • gli obiettivi del miglioramento genetico per caratteri di interesse agronomico, tecnologico ed industriale con particolare rifeirmento alle specie arboree da frutto
  • le basi genetiche dei caratteri di interesse e le strategie applicabili per migliorarli

Capacità di applicare conoscenze e comprensione

Alla fine dell'insegnamento gli studenti saranno in grado di applicare le conoscenze e le metodologie acquisite per il miglioramento genetico delle specie vegetali con particolare riferimento alle specie arboree da frutto

Autonomia di giudizio

Alla fine dell'insegnamento gli studenti saranno in grado di valutare la metodologia più adatta da applicare per il miglioramento genetico delle specie vegetali 

Abilità comunicative

Alla fine dell'insegnamento gli studenti saranno in grado di applicare le conoscenze acquisite per sostenere con chiarezza espositiva e proprietà di linguaggio tecnico argomenti relativi agli aspetti applicativi delle biotecnologie vegetali.

Capacità di apprendimento

 

Alla fine dell'insegnamento gli studenti saranno in grado di reperire e comprendere le informazioni, anche mediante articoli scientifici per un apprendimento sempre più autonomo basato sulla discussione critica e la partecipazione interattiva.

 

Knowledge and understanding skills

At the end of the course, the students will have skills related to the application aspects of biotechnologies that affect plants of agro-food and industrial interest: in particular, the student will acquire knowledge on experimental methodologies and on the objectives of in vitro culture and plant genetic transformation.

Ability to apply knowledge and understanding

At the end of the course, students will be able to apply the knowledge and methodologies acquired for the genetic improvement of plant species with particular reference to fruit tree species

Autonomy of judgment

At the end of the course, the students will be able to evaluate the most suitable methodology to be applied for the genetic improvement of the plant species

Communication skills

At the end of the course the students will be able to apply the acquired knowledge to support topics related to the application of plant biotechnology with expository clarity and appropriate technical language.

Learning skills

At the end of the course, students will be able to distinguish the efficacy of the different technologies, and to find and understand information through scientific articles with an increasingly autonomous learning, based on critical discussion and interactive participation.

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Programma

Il corso fa interamente riferimento all'Area Formativa Biotecnologica

Lezioni frontali

Introduzione alla materia: principali applicazioni, sviluppi e prospettive delle biotecnologie, in particolare per le specie arboree da frutto.

Tecniche di coltura in vitro: principi generali, micropropagazione, morfogenesi in vitro, coltura di protoplasti, fusione somatica, ottenimento di aploidi. Interesse applicativo di queste tecniche. La trasformazione genetica nelle piante arboree da frutto, sintesi delle tecniche.

Applicazioni biotecnologiche dei marcatori molecolari: caratterizzazione genetica di cultivar, specie e cloni; riconoscimento varietale e delle produzioni; realizzazione di mappe; selezione assistita con marcatori (MAS).

Basi genetiche e modificazioni dell'habitus vegeto-produttivo della pianta; interventi per modificare le dimensioni della pianta e la rizogenesi. Interventi per modificare il contenuto in lignina per le applicazioni industriali del legno. 

Conoscenze genetiche sui meccanismi che portano alla fioritura e alla fruttificazione ed interventi che permettono il superamento della giovanilità e delle barriere di autoincompatibilità fiorale.

Strategie per favorire l'assorbimento e la traslocazione degli elementi minerali per la migliore utilizzazione delle risorse minerali e la biofortificazione. Modificazioni genetiche del sistema fotosintetico C3 e dei meccanismi di traslocazione ed accumulo dei fotosintetati per aumentare la produttività delle colture.

Basi genetiche della qualità e modificazioni per migliorare le caratteristiche del frutto per quanto riguarda: profilo aromatico, vitamine, colore e sostanze di interesse nutraceutico, tessitura, contenuto in acidi organici e zuccheri, apirenia, imbrunimento ossidativo. Interventi per variare l'andamento della maturazione del frutto: riduzione e soppressione della sintesi di etilene.

Allergeni vegetali e prospettive per la loro eliminazione tramite l'ingegneria genetica.

Esercitazioni di laboratorio: analisi al sequenziatore semiautomatico con elaborazione dei dati.

Lectures

Main applications, developments and perspectives of biotechnologies with particular focus on fruit crops.

In vitro techniques and gene transfer in fruit tree species. Micropropagation, ovule and protoplast culture, somatic hybridization, obtaining aploids, morphogenesis (organogenesis, somatic embryogenesis).

Applications and uses of molecular markers: genetic characterization of cultivars, species, clones; cultivar and crop identification; linkage map construction; marker assisted selection (MAS).

Genetic bases and modifications of the vegetative and productive tree habit; interventions and studies for overcoming self-incompatibility and juvenility and for changing tree habit and rooting ability. Modifications of the lignin content for industrial applications.

Strategies for improving the uptake and translocation of mineral elements for an optimal use of mineral resources in soil and for biofortification. Genetic engineering of the photosintetic system C3 and of mechanisms of translocation and storage of photosynthates to increase crop yield.  

Genetic bases of quality and modifications for improving fruit and nut quality traits: aroma, flesh texture and softening, organic acids and sugar content, vitamin, colour and antioxidant properties, browning aptitude, seedlessness. Genetic bases and modifications for controlling the ethylene methabolism and the ripening process.

Allergenes in plants and perspectives of their elimination in food by genetic engineering.

Laboratory practictical training: molecular marker analysys using a semi-authomated capillary sequencer followed by data analysis

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Modalità di insegnamento

Per raggiungere gli obiettivi formativi di questo insegnamento si utilizzano lezioni frontali (48-50 ore) ed esercitazioni (10-12 ore). Le lezioni frontali impiegano materiale illustrativo presentato in classe sotto forma di diapositive, tutte rese disponibili agli studenti. Per il corso integrato è prevista un'uscita didattica presso centri di ricerca in Italia o all'estero, e lavori di gruppo su temi scientifici relativi al corso integrato che gli studenti sono tenuti a presentare in forma di relazione o presentazione orale.

Le modalità didattiche potranno variare in relazione alle condizioni operative conseguenti all'emergenza sanitaria. In ogni caso le lezioni verranno rese disponibili in forma di audiovideo (diapositive dotate di commento vocale) in streaming sulla piattaforma Moodle. Per accedere è necessario iscriveri all'insegnamento su Campusnet. Da Campusnet accedere a Moodle tramite l'icona "Vai a Moodle". I docenti sono disponibili per qualsiasi chiarimento via e-mail, telefono o webex.

To achieve the training objectives of this teaching, we will use frontal lessons (48-50 hours) and practical exercises (10-12 hours). The front lessons are given using slides, made available to students. A visit of research centers will be organised as integrate course, and a group work is planned on scientific issues that students will present as a report or as an oral presentation.

Please note that the teaching methods may vary due to sanitary emergency. In any case, lessons will be available in the form of audio video (slides with vocal commentary) in streaming on the Moodle platform. To access Moodle, it is necessary to enroll in the course on Campusnet. From Campusnet, access Moodle through the "Go to Moodle" access. The teacher is available for any clarification by e-mail, telephone or webex.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame sarà orale e prevede in linea di massima 3 domande su argomenti diversi; il docente potrà fare ulteriori domande qualora questo fosse necessario per la miglior valutazione della preparazione dello studente. Ogni domanda avrà uguale peso ai fini della formazione del voto finale.

Le capacità di applicare conoscenza e comprensione e le abilità comunicative verranno sviluppate e verificate attraverso la presentazione di lavori di gruppo.

Oral test. As a general rule the exam is based on 3 questions on different topics; the teacher may ask further questions in case this is considered necessary for the most appropriate evaluation of the student. Each question will have the same weight for the attribution of the final mark.

The applying knowledge and understanding skills and the communication skills will be developed and evaluated by the presentation of group works.

 

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Attività di supporto

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Testi consigliati e bibliografia

Articoli e slides forniti del docente

Testi di approfondimento

Rao R. Leone A., 2014. Biotecnologie e genomica delle piante.  Idelson-Gnocchi

TRIGIANO, GRAY, 2010 Plant Tissue Culture, Development and Biotechnology  CRC

Altman A., Hasegawa P.M. 2012. Plant biotechnology and Agriculture. Academic Press

Slater A., Scott W.N., Fowler M.R. 2008 Plant Biotechnology: the genetic manipulation of plants. Oxford University Press.

Articles and slides provided by the teacher

Textbooks for further in-depth reading

Rao R. Leone A., 2014. Biotecnologie e genomica delle piante.  Idelson-Gnocchi

TRIGIANO, GRAY, 2010 Plant Tissue Culture, Development and Biotechnology  CRC

Altman A., Hasegawa P.M. 2012. Plant biotechnology and Agriculture. Academic Press

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Note

Le modalità di svolgimento dell'attività didattica potranno subire variazioni in base alle limitazioni imposte dalla crisi sanitaria in corso. In ogni caso è assicurata la modalità a distanza per tutto l'anno accademico.

 

The teaching methods and activities may vary due to limitations imposed by the current sanitary emergency. In any case, e-learning mode is ensured throughout the academic year.

 

Registrazione
  • Aperta
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    Ultimo aggiornamento: 06/08/2020 13:52
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