12942 - FISIOLOGIA MOLECOLARE DELLE PIANTE

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente assimila con visione critica ed approfondita, sotto il profilo molecolare, le principali tematiche della fisiologia vegetale (trasporto, fotosintesi, metabolismo, nutrizione minerale, fotomorfogenesi e regolazione ormonale).

Contenuti

• Introduzione. Perché studiare la fisiologia molecolare delle piante e le sue applicazioni biotecnologiche? Alcuni esempi: 1) le piante e l’atmosfera; 2) Le piante e la produzione di energia chimica; 3) Le piante e la produzione di molecole bioattive.

• Le basi per lo sviluppo delle biotecnologie vegetali. Sequenziamento e studio comparativo dei genomi. Arabidopsis thaliana e Chlamydomonas reinhardtii come principale specie modello nello studio della genomica vegetale. L’evoluzione dei genomi vegetali e meccanismi adattativi. I genomi non nucleari: il genoma plastidiale e il genoma mitocondriale. Il trasferimento delle conoscenze da specie modello a specie non-modello. I tool bioinformatici a disposizione della comunità scientifica.

• Metodologie utilizzate per la trasformazione dei genomi vegetali e applicazioni. La trasformazione del genoma nucleare e del genoma plastidiale (transplantomica): vantaggi e svantaggi dei due approcci. Metodi di trasformazione: metodo biolistico (particle gun) e Agrobacterium. Caratteristiche dei costrutti per la transgenesi. Promotori costitutivi, inducibili e tessuto-specifici. Marcatori di selezione e geni reporters. Costrutti per il silenziamento genico (RNA antisenso e interference). Esempi applicativi di piante transgeniche: 1) piante resistenti agli erbicidi (soia Rounup Ready); 2) piante resistenti agli insetti fitofagi (mais Bt); 3) produzione di proteine eterologhe in pianta (produzione di Anticorpi in pianta); 4) produzione di antibiotici in pianta.

• Il metabolismo primario del carbonio. La fotosintesi: dalla luce alla produzione di nuova biomassa. La fase luminosa della fotosintesi e la fase metabolica della fotosintesi. Come migliorare la conversione dell’energia luminosa in biomassa. La produzione di biocarburanti di prima, seconda e terza generazione. La manipolazione genetica della struttura dell’amido per la produzione di amidi ad uso industriale alimentare (gli amidi resistenti) e non alimentare (le bioplastiche).

• La luce e gli ormoni nella crescita e nello sviluppo della pianta. Le classi di fotorecettori vegetali. Fitocromi, criptocromi, fototropine e UVR8. Aspetti molecolari e ruoli fisiologici dei fotorecettori vegetali. Le classi di ormoni vegetali. Auxine, gibberelline, citochinine, acido abscissico, etilene e brassinosteroidi. Produzione, trasporto e ruoli biologici.

Testi/Bibliografia

Durante il corso sarà fornita una bibliografia aggiornata dei temi trattati consistente in pubblicazioni originali, reviews e siti internet.

Rascio N, Carfagna S, Esposito S, La Rocca N, Lo Gullo MA, Trost P, Vona V (2017) Elementi di Fisiologia vegetale. EdiSES

Metodi didattici

Il corso consisterà in lezioni frontali accompagnate dalla proiezione di immagini e schemi. Le domande e le richieste di chiarimento da parte degli studenti sono sempre ben accette, sia durante che alla fine della lezione.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica verrà effettuata mediante esame orale organizzato in tre domande, due a scelta del docente e una a scelta dello studente, sugli argomenti trattati durante le lezioni.

Strumenti a supporto della didattica

Il corso si svolgerà in aule dotate di proiezione da PC. Tutte le lezioni saranno svolte con l'ausilio di presentazioni in Power Point. I file delle presentazioni saranno messi a disposizione degli studenti al termine delle lezioni.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Francesca Sparla