Teaching code

4S003259

Credits

6

Coordinator

Silvia Lampis

Language

Italian

Scientific Disciplinary Sector (SSD)

BIO/19 - MICROBIOLOGY

Moodle Seminars 0

The teaching is organized as follows:

Learning outcomes

This course aims at elucidating the influence of the soil environment on settlement and activity of the microbial cenoses (microbiomes) in different pedological contexts. Within the completion of this course, students will have acquired a comprehensive overview of both the major phyla of microorganisms found in soil and the methods (including the new molecular high-throughput sequencing technologies) for their quantitative estimation as well as for the characterization of their physiological properties either in bulk soil or in the rhizosphere. Particular emphasis will be given to plant-microbe interactions, with a special attention to the multiple cross signaling mechanisms among plants and PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria) at the rhizosphere level. Symbiotic nitrogen fixation and different mycorrhizal associations will be discussed in deep details. Transformations of organic and inorganic pollutants mediated by soil microorganisms will be treated. Eventually, the understanding of soil microbial ecology principles will allow the students to correctly interpret environment-friendly strategies for improvement of crop productivity, biological control of plant pathogens and biodegradation/bioremediation of contaminated sites.

Program

Microbiologia del suolo e interazione microorganismo-pianta:
Parte I – Le cenosi microbiche del suolo Biodiversità microbica nel suolo non esplorato da radici e nella rizosfera. Metodi per la stima quantitativa e la caratterizzazione qualitativa (tassonomia) delle popolazioni microbiche del suolo. Misura dell’attività biologica nel suolo: biomassa e reazioni metaboliche attive. Effetto dei fattori fisico-chimici ed edafici sulle cenosi microbiche del suolo: contenuto e disponibilità dell’acqua, pH, concentrazione dell’ossigeno e potenziale redox, concentrazione dei nutrienti, presenza di composti xenobiotici e metalli pesanti. Significato della biodiversità microbica del suolo rispetto ai cicli biogeochimici. Parte II – Interazioni tra microrganismi del suolo e piante Interazioni tra microrganismi. Influenza dei microrganismi sulle piante. Influenza delle piante sui microrganismi. Microrganismi con tratti PGP (Plant Growth Promoting). Simbiosi diazotrofe: rizobi e associazioni con piante leguminose. Associazioni micorriziche: ectomicorrize, endomicorrize con particolare enfasi alle micorrize arbuscolari (AM), ecto-endomicorrize. Parte III – Gestione biotecnologica del microbioma rizosferico Prospettive di sviluppo di strategie innovative per la coltivazione sostenibile di specie vegetali d’interesse agrario, per il controllo biologico dei fitopatogeni e per la bonifica biologica di suoli contaminati attraverso il condizionamento del microbioma della rizosfera.
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Fondamenti di scienze del suolo:
INTRODUZIONE AL CORSO. Il sistema suolo ed i servizi ecosistemici.
COSTITUENTI INORGANICI. Silicati ed alluminosilicati. Carica permanente e carica variabile. Classificazione. I fillosilicati: Fillosilicati 1:1, 2:1 e 2:1:1. I non silicati (cenni).
COSTITUENTI ORGANICI. Origine, natura e processi di trasformazione della sostanza organica. Proprietà e funzioni della sostanza organica nel suolo.
CARATTERISTICHE FISICHE DELLA FASE SOLIDA. Tessitura, struttura, densità, porosità, colore, temperatura.
CARATTERISTICHE CHIMICHE. Scambio cationico ed adsorbimento anionico: caratteristiche, modelli, affinità degli ioni per lo scambiatore. pH: il suolo come sistema tampone, effetto del pH sulla (bio)disponibilità degli elementi. pE: potenziale redox e principali caratteristiche dei suoli idromorfi.
FASI FLUIDE DEL SUOLO (cenni). Fase liquida: rapporti acqua-suolo, potenziale dell’acqua nel terreno, curve tensiometriche. Fase gassosa: composizione, flussi di massa e fenomeni di diffusione.

Bibliography

Didactic methods

Microbiologia del suolo e interazione microorganismo-pianta: 32 ore di lezioni con supporto di slides e di articoli scientifici
Fondamenti di scienze del suolo: 16 ore

Examination Methods

Microbiologia del suolo e interazione microorganismo-pianta:
La modalità di verifica dell’apprendimento prevede una prova orale, della durata di circa 30 minuti, volta ad accertare sia l’acquisizione delle conoscenze definite negli 'Obiettivi Formativi' dell'insegnamento che la capacità di eseguire i necessari collegamenti logico-deduttivi. La verifica consiste solitamente in tre domande inerenti il programma dell’insegnamento.
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Fondamenti di scienze del suolo:
La modalità di verifica dell’apprendimento prevede una prova orale, della durata di circa 30 minuti, volta ad accertare sia l’acquisizione delle conoscenze definite negli 'Obiettivi Formativi' dell'insegnamento che la capacità di eseguire i necessari collegamenti logico-deduttivi. La verifica consiste solitamente in tre domande inerenti il programma dell’insegnamento. Verranno valutate la completezza e la precisione delle conoscenze acquisite, nonché la capacità espositiva. La modalità di esame è la stessa sia per gli studenti frequentanti che non frequentanti.