Codice insegnamento

4S008245

Crediti

6

Coordinatore

Luca Dall'Osto

Lingua di erogazione

Italiano

Settore Scientifico Disciplinare (SSD)

BIO/04 - FISIOLOGIA VEGETALE

Moodle Seminari 0

L'insegnamento è organizzato come segue:

Obiettivi di apprendimento

Il corso si propone come punto di incontro tra i contributi della biochimica, biofisica e biologia molecolare nella comprensione dei processi fisiologici che regolano la crescita e lo sviluppo delle piante, in relazione agli aspetti applicativi concernenti la produzione agraria. Inoltre, il corso prevede lo studio dei caratteri comuni degli stress ambientali, per comprendere l’effetto che questi hanno sulla produttività in campo ed i metodi per l’identificazione dei fenotipi di resistenza. Il corso mira a far conoscere alcune strategie volte ad incrementare la produttività e la sostenibilità in ambito agrario tramite ingegneria genetica, sviluppando competenze nella definizione di approcci biotecnologici per il miglioramento della produttività agraria.

Prerequisiti e nozioni di base

Possono essere annoverate tra i prerequisiti le nozioni di base, le conoscenze e le competenze acquisite dallo studente frequentando gli insegnamenti del primo anno “Metabolismo secondario e ingegneria metabolica”, “Genomica”, “Scienze omiche”. Non sono previste nel Regolamento Didattico del CdS propedeuticità obbligatorie.

Programma

PROGRAMMA TEORIA
Il programma dell’insegnamento prevede la presentazione e trattazione dei seguenti argomenti:
Analisi della crescita delle piante; adattamento e acclimatazione; fattori ambientali che modulano la produttività delle colture; produzione di biomassa, intercettazione della luce, efficienza fotosintetica; produttività potenziale e reale.
Metodi per la predizione e la quantificazione della produttività in campo.
Introduzione agli stress ambientali: definizioni e limiti del problema.
I meccanismi molecolari di acclimatazione all’ambiente.
Metodi per l’identificazione di fenotipi e prodotti genici indotti da stress.
Possibili effetti dell’aumento della CO2 atmosferica sulla produzione agricola.
Strategie per il miglioramento dell’efficienza fotosintetica: ingegnerizzazione del Ciclo di Calvin, bypass della fotorespirazione, meccanismi di concentrazione del carbonio, miglioramento dell’utilizzo della luce.
Stress salino e da siccità; stress da congelamento; stress da mancanza di ossigeno e sommersione; stress termico; stress da composti tossici.
Lo stress ossidativo: origini, strutture e molecole coinvolte. Analisi biofisica e biochimica del danno ossidativo. Meccanismi di dissipazione termica, processi di detossificazione.
Integrazione tra strategie tradizionali e le innovazioni (agricoltura 4.0) finalizzata a generare un sistema di gestione integrato da osservazioni, misure e azioni, per ottimizzare l'efficienza della produzione agricola, la qualità dei prodotti, la redditività e la sostenibilità ambientale.
Tutti gli argomenti saranno trattati facendo riferimento ad esempi di applicazioni biotecnologiche volte al miglioramento della produttività.

PROGRAMMA LABORATORIO
Questa parte dell’insegnamento ha come obiettivo quello di fornire conoscenze pratiche e applicare le conoscenze acquisite al fine di condurre una corretta pianificazione, realizzazione ed interpretazione di un’analisi fenotipica, attraverso un percorso che inizia dalla produzione di linee di Arabidopsis ingegnerizzate nel genoma, e si sviluppa successivamente nei metodi di caratterizzazione e fenotipizzazione dei genotipi ottenuti.
In particolare, gli studenti avranno l'opportunità di
- produrre piante modificate attraverso delezioni genomiche mirate
- selezionare le linee per il fenotipo ricercato
- caratterizzare gli individui identificati
- condurre una fenotipizzazione della crescita in condizioni di illuminazione sub-ottimale

Bibliografia

Modalità didattiche

Il docente utilizzerà lezioni frontali , seminari tenuti da esperti esterni, esperienze di laboratorio individuali e di gruppo.

Modalità di verifica dell'apprendimento

L’accertamento dei risultati di apprendimento prevede una prova orale di verifica delle conoscenze acquisite. Per accedervi è necessario consegnare, almeno una settimana prima della prova, una relazione relativa alle attività pratiche effettuate in laboratorio.
L’esame mira a verificare abilità di analisi, di sintesi, di interpretazione/valutazione di casi-studio specifici, nonché l’abilità di riorganizzazione i contenuti studiati anche in situazioni nuove (prove a bassa strutturazione). La prova di accertamento riguarda potenzialmente tutti gli argomenti nel programma consegnato in apertura del corso allo studente. Il tempo dedicato all’esame è compreso in genere tra 30 e 40 minuti. Non sono previste prove in itinere. Le modalità d’esame non sono differenziate fra frequentanti e non fre-quentanti.

Criteri di valutazione

Il colloquio mira a verificare il grado di conoscenza maturata, la capacità analitica, la proprietà di linguaggio, l’abilità di collegare in forma sistemica le conoscenze in modo preciso e organico, la capacità di proporre strategie biotecnologiche per ottenere piante con caratteri migliorati.

Criteri di composizione del voto finale

La valutazione finale è espressa in trentesimi.

Lingua dell'esame

ITALIANO