96030 - PLANT-ENVIRONMENT MOLECULAR INTERACTIONS

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente acquisisce (i) una conoscenza approfondita di come le piante rispondono a livello molecolare a particolari condizioni di stress biotico e abiotico, e (ii) conosce le principali metodologie finalizzate all'espressione di proteine vegetali in sistemi eterologhi e alla loro caratterizzazione. In particolare, lo studente è in grado di: - analizzare e discutere con padronanza argomenti di fisiologia molecolare degli stress nelle piante; - valutare in modo critico la letteratura scientifica relativa agli argomenti trattati; - analizzare frammenti di DNA e trasformare cellule batteriche; - purificare proteine ricombinanti mediante tecniche cromatografiche; - condurre analisi biochimiche e molecolari di caratterizzazione del prodotto proteico.

Contenuti

Il corso comprende il Modulo 1 (lezioni frontali, 3 CFU, Prof. Trost) e il Modulo 2 (laboratorio sperimentale individuale, 3 CFU, Prof. Sparla).

Modulo 1:

Elementi di Genomica vegetale. Caratteristiche fondamentali del genoma di Arabidopsis thaliana e altre specie modello in fisiologia vegetale. Duplicazioni genomiche nell'evoluzione delle angiosperme. Poliploidia. Sintenia. Trasformazione genetica. Tecniche di genetica inversa e diretta applicate alle piante.

Stress da luce: fotoinibizione e fotoprotezione. Risposta delle fotosintesi al variare dell'intensità luminosa. Produzione fotosintetica di ROS. Meccanismi molecolari di fotoprotezione. Segnalazione retrograda cloroplasto-nucleo in condizioni di alta luce.

Interazione pianta-patogeno. Strategie di patogenesi. Immunità innata nelle piante: PAMP, DAMP e immunità basale; effettori, geni R e resistenza verticale. Fitoalessine. Modificazioni della parete cellulare. Scoppio ossidativo. Risposta ipersensibile. Resistenza sistemica acquisita (SAR).  

Modulo 2:

L’attività sperimentale sarà organizzata in una parte in vitro e una in vivo. L’attività in vitro sarà centrata sul clonaggio, espressione, purificazione e caratterizzazione biochimica della β-amilasi 1 (BAM1) di Arabidopsis thaliana. L’attività in vivo permetterà di quantificare la concentrazione di amido fogliare estratto a diversi tempi di illuminazione da piante di Arabidopsis.

Testi/Bibliografia

Modulo 1:

- Plant Physiology and Development, Sixth Edition, by Lincoln Taiz, Eduardo Zeiger, Ian M. Møller, and Angus Murphy, Oxford University Press (2018).

- Plant Biology, AM Smith et al., Garland Science (2009)

- Articoli scientifici e review (indicate dal docente)

- Lezioni power point (Virtuale)

Modulo 2:

- Il materiale didattico (slide delle lezioni; protocolli; link alle pubblicazioni; link a database online) sarà disponibile sulla piattaforma Virtuale tramite username e password

Metodi didattici

Modulo 1: lezioni frontali

Modulo 2 (laboratorio): ogni studente è tenuto a svolgere l'attività sperimentale di laboratorio in modo individuale. Il docente svolgerà una parte teorica d’introduzione al laboratorio e continua assistenza tecnica. Discussione comune finale dei risultati ottenuti.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame consta di due parti che concorrono al voto finale:

- test scritto con domande su entrambe i moduli (max 28 punti)

- esame orale (max 5 punti)

Strumenti a supporto della didattica

Tutte le lezioni saranno svolte con l'ausilio di presentazioni power point. I file delle presentazioni power point saranno messi a disposizione degli studenti alla fine del corso (file scaricabili da Virtuale). Il corso di laboratorio si svolgerà in un laboratorio didattico a postazione singola.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Paolo Bernardo Trost

Consulta il sito web di Francesca Sparla