93211 - INTERAZIONI PIANTE-AMBIENTE E BIOMONITORAGGIO

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede conoscenze avanzate e aggiornate sui meccanismi morfo-funzionali di acclimatamento e adattamento delle piante ai fattori di stress ambientali, sull’utilizzo di organismi biologici come bioindicatori e sulle principali tecniche di biomonitoraggio basate su specie animali e vegetali target.

Contenuti

Il corso affronterà le molteplici interazioni che avvengono fra le piante e l’ambiente.

L’argomento sarà affrontato sia da un punto di vista evoluzionistico (la reazione delle piante ai diversi fattori ambientali come spinta per l’evoluzione, i conseguenti adattamenti diversificati che generano biodiversità), sia in una ottica più applicativa (come l’essere umano può avvantaggiarsene, con un approfondimento particolare sull’utilizzo di organismi vegetali per il biomonitoraggio).

Il corso sarà suddiviso in 2 moduli.

MODULO 1

Introduzione generale e concetti di base. Le interazioni nel mondo del vivente; stress abiotici e biotici; risposte di natura acclimatativa e adattativa agli stress ambientali; tolleranza, difesa e omeostasi; plasticità fenotipica; regolazione genica ed epigenetica; resistenza e priming; difese costitutive e difese elicitate; interazioni benefiche e negative fra piante e altri organismi.

Risposta delle piante al cambiamento climatico. Fattori del cambiamento climatico, tipi di stress; adattamenti e acclimatamenti a deficit idrico, eccesso di acqua e carenza di ossigeno, stress salino, alte e basse temperature, differenti condizioni di luce, alta irradianza e radiazione ultravioletta. Stress singoli e stress multipli.

Flora urbana e interazione piante-monumenti. Ambiente urbano come esempio di stress multiplo. Biodeterioramento e biorisanamento delle opere d’arte.

Ormesi. Effetti ormetici di componenti biotici o abiotici sulla pianta. Effetti ormetici di metaboliti vegetali su animali e uomo.

Modelli sperimentali per studiare stress/tolleranza. Dalle osservazioni in situ al laboratorio; colture vegetali in vitro.

Agrobatteri. Interazione fra piante ed Agrobatteri. Accenni di piante transgeniche.

Bioeconomia e chimica verde. Introduzione dei concetti di bioraffineria ed economia circolare; alcuni esempi reali.

MODULO 2

Stress ambientali antropici. Tipologia dei principali inquinanti prodotti dall’uomo e il loro impatto sulle piante. Le risposte delle piante agli inquinanti ambientali. Metalli pesanti ed iperaccumulatori. Inquinamento di acqua e suolo; Fitoestrazione e fitorimedio. Inquinamento atmosferico; Fitodepurazione dell’aria. Interazioni tra piante e ambiente in condizioni di stress ambientale e ruolo dei microrganismi nell'aumento della tolleranza a stress biotici e a biotici. Il microbiota vegetale. Concetto di microbiota e microbioma. Importanza delle interazioni con le comunità microbiche: dalla salute umana all'ecologia vegetale. Risposte fisiologiche e metaboliche agli stress ambientali.

Interazioni biotiche delle piante. Metabolismo secondario nell’interazione piante-ambiente. Principali classi di metaboliti secondari. Ruoli funzionali ed ecologici del metabolismo secondario. Piante ed impollinatori. Segnali molecolari scambiati e loro percezione (VOC). Ormoni e poliamine.

Biomonitoraggio. Concetto di biomonitoraggio. Bioindicatori. La simbiosi lichenica. Esempi pratici sull'impiego dei licheni nella bioindicazione e nel bioaccumulo. Ossidi di azoto. L’ozono troposferico. Effetti delle elevate concentrazioni atmosferiche di biossido di carbonio.

Testi/Bibliografia

Interazioni Piante-Ambiente, Luigi Sanità di Toppi e altri, Piccin Editore, 2018.

Presentazioni power point dei docenti disponibili sulla piattaforma Virtuale ed eventuali articoli scientifici in italiano e/o inglese ottenuti da riviste a diffusione nazionale ed internazionale, capitoli ottenuti da diversi libri di testo.

Metodi didattici

Lezioni frontali mediante presentazioni power point disponibili sulla piattaforma Virtuale. Sono previste alcune attività pratiche in aula e presso l’Orto Botanico di Bologna.

Le attività didattiche si svolgeranno regolarmente in presenza per tutti gli studenti, compatibilmente con le condizioni sanitarie e con le normative in vigore.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame è orale e si propone di valutare il raggiungimento degli obiettivi di apprendimento.

Strumenti a supporto della didattica

Utilizzo di presentazioni in power point disponibili sulla piattaforma Virtuale.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Maura Ferri

Consulta il sito web di Luigi Parrotta