90814 - BIOTECNOLOGIE VEGETALI PER LA PRODUZIONE DI BIOENERGIA

Scheda insegnamento

  • Docente Francesca Sparla

  • Crediti formativi 6

  • SSD BIO/04

  • Modalità didattica Convenzionale - Lezioni in presenza

  • Lingua di insegnamento Italiano

Anno Accademico 2019/2020

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine dell’insegnamento, lo studente acquisisce le informazioni riguardanti i meccanismi molecolari alla base dei principali processi fisiologici oggetto di modificazioni biotecnologiche volte a un miglioramento della produttività vegetale. Il principale obiettivo del corso consiste nel fornire agli studenti le basi conoscitive per sviluppare una visione critica e approfondita del funzionamento degli organismi vegetali e le possibilità offerte dalle nuove tecnologie per un loro miglioramento.

Programma/Contenuti

  • Introduzione. Perché studiare la fisiologia molecolare delle piante e le sue applicazioni biotecnologiche? Alcuni esempi: le piante e la produzione di energia chimica; le piante e la produzione di molecole bioattive.
  • Basi per lo sviluppo delle biotecnologie vegetali. Studio comparativo dei genomi. Arabidopsis thaliana e Chlamydomonas reinhardtii come principale specie modello nello studio dei genomi vegetali. L’evoluzione dei genomi vegetali e meccanismi adattativi. Il genoma non nucleare dei plastidi. 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. Esempi applicativi di piante transgeniche: 1) piante resistenti agli erbicidi (soia Rounup Ready); 2) piante resistenti agli insetti fitofagi (mais Bt); 3) produzione di anticorpi in pianta; 4) produzione di antibiotici in pianta.
  • Biotecnologie per la produzione di energia. Il metabolismo primario del carbonio. La fotosintesi: dalla luce alla produzione di nuova biomassa. Come migliorare la conversione dell’energia luminosa in biomassa. L’utilizzo di biomasse ligno-cellulosiche per la produzione di bioetanolo e l’utilizzo di semi oleosi per la produzione di biodiesel. La manipolazione genetica della struttura dell’amido per la produzione di amidi ad uso industriale alimentare e non alimentare.

Testi/Bibliografia

Non è necessario l'acquisto di testi specifici. Durante il corso viene fornito materiale didattico aggiornato che consiste in pubblicazioni originali, reviews e siti internet.

Il materiale didattico (slide delle lezioni e link alle pubblicazioni suggerite) è anche reperibile su IOL- Università di Bologna tramite username e password.

 

Per eventuali approfondimenti:

  • Rascio N (2017) Elementi di Fisiologia vegetale. EdiSES
  • Sussex, IM (2008) The Scientific Roots of Modern Plant Biotechnology. Plant Cell. 20(5):1189–1198. doi: 10.1105/tpc.108.058735
  • Hommel, M (2008) The future of artemisinins: natural, synthetic or recombinant? J Biol. 7(10): 38. doi: 10.1186/jbiol101
  • Duke, SO & Powles, SB (2008) Glyphosate: a once-in-a-century herbicide Pest Manag Sci 64:319–325.
  • Jarvis, DE et al. (2017) The genome of Chenopodium quinoa. Nature. 542(7641):307-312. doi: 10.1038/nature21370
  • South, PF et al. (2018) Optimizing photorespiration for improved crop productivity. J Integr Plant Biol. 60(12):1217-1230. doi: 10.1111/jipb.12709

Metodi didattici

Il corso è composto da 6 CFU di lezioni frontali, corrispondenti a 48 ore. Tutte le lezioni sono accompagnate dalla proiezione di immagini e schemi reperibili anche sulla piattaforma IOL-Università di Bologna.

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 dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento ha come scopo valutare il raggiungimento degli obbiettivi didattici e verrà condotta mediante esame orale organizzato in tre domande, due a scelta del docente e una a scelta dello studente.

Per gli studenti che lo desiderano una delle tre domande della prova orale può essere sostituita da una breve presentazione orale su un argomento concordato col docente.

Strumenti a supporto della didattica

Il corso si svolge in aule dotate di proiezione da PC e le lezioni sono svolte con l'ausilio di presentazioni in Power Point. I file delle presentazioni saranno messi a disposizione degli studenti iscritti all'insegnamento, tramite la piattaforma IOL-Università di Bologna

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Francesca Sparla