B1828 - BIOTECNOLOGIE APPLICATE AL MIGLIORAMENTO DELLE SPECIE ARBOREE

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente conosce e comprende gli aspetti teorico pratici relativi alla caratterizzazione della variabilità genetica, al miglioramento varietale, all’identificazione di marcatori e geni di interesse agrario, allo sviluppo ed applicazione delle tecniche molecolari per la selezione assistita nei programmi di miglioramento genetico, agli aspetti teorico pratici relativi alle applicazioni biotecnologiche nell’ambito delle colture in vitro di cellule vegetali, a supporto del miglioramento genetico delle specie arboree di interesse agrario; conosce inoltre gli elementi fondamentali per poter comprendere e gestire l'attività di ricerca nei diversi aspetti della propagazione, delle problematiche di morfogenesi e rigenerazione, trasformazione genetica fino alle applicazioni nell’ambito delle New Breeding Technologies (NBT) quali la cisgenesi, intragenesi e DNA editing.

Contenuti

Il corso è offerto attraverso lezioni frontali (60%) ed esercitazioni di laboratorio (40%) in maniera da far acquisire allo studente delle conoscenze di base sul miglioramento genetico e biotecnologie applicate alle piante da frutto.

Modulo 1: Biotecnologie applicate al miglioramento delle specie arboree

1) Principi di miglioramento genetico delle piante da frutto, variabilità dei caratteri, centri di origine, raccolta e conservazione del germoplasma frutticolo. Ideotipo e processo di miglioramento genetico mediante incrocio. Metodi di miglioramento genetico in piante da frutto. Mutazioni spontanee e selezione clonale, chimere e mutagenesi indotta. Principali obiettivi del miglioramento genetico delle piante da frutto (adattamento ambientale, portinnesti, habitus vegeto-produttivo, biologia riproduttiva, resistenza a patogeni e parassiti, calendario di maturazione e le caratteristiche qualitative dei frutti). Fast Breeding.

2) Biotecnologie frutticole. Applicazioni dei marcatori (tradizionali e con approcci ‘high-throughput’) per studi di diversità genetica, costruzione delle mappe genomico-molecolari, analisi QTL e selezione assistita precoce. Le sequenze genomiche nelle piante da frutto e loro utilizzo. Tecniche per identificazione di geni nelle specie da frutto (clonaggio posizionale e tecniche di espressione genica differenziale)

Modulo 2: Applicazioni biotecnologiche nelle colture in vitro

Concetti di base delle colture cellulari e tissutali: propagazione in vitro, morfogenesi e rigenerazione, organogenesi ed embriogenesi somatica, colture in sospensione, variabilità somaclonale e selezione precoce in vitro, produzione di piante aploidi e doppi aploidi. Colture geneticamente modificate: piante geneticamente modificate (GM), piante cisgeniche ed intrageniche, produzione di piante early flowering, DNA editing (CRISPR). Caratterizzazione delle linee trasformate e validazione dei risultati di laboratorio.

Testi/Bibliografia

Sussidi didattici e pubblicazioni fornite agli studenti.

Metodi didattici

Il corso è costituito da lezioni frontali (circa 60%) accompagnate da esercitazioni pratiche in campo, serra e laboratorio (40%) per dare allo studente la possibilità di fare pratica su determinati argomenti.

Le esercitazioni del modulo 1 prevedono attività relative alla applicazione pratica dei concetti trattati durante le lezioni di didattica frontale (i.e costruzione di mappe in piante da frutto e analisi QTL). Inoltre verrà dato ad ogni studente un articolo scientifico sulle biotecnologie applicate alle piante da frutto che dovrà essere analizzato e presentato in aula come breve seminario al fine di stimolare la comprensione dell'argomento e la capacità critica.

Le esercitazioni del modulo 2 consistono in attività nel laboratorio di colture in vitro e in visite didattiche presso ditte e centri di ricerca che operano nel settore.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso il solo esame finale, che accerta l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese tramite lo svolgimento di una prova orale che consiste nella formulazione di 3 domande (tipicamente una sulla parte di miglioramento genetico, una sulle biotecnologie frutticole ed una sulle applicazioni delle colture in vitro). La durata della prova orale è stimata attorno ai 30-40 minuti. Il voto finale viene attribuito sulla base del grado di preparazione dello studente e soprattutto sulle sue capacità critiche e di collegamento fra argomenti diversi.

Strumenti a supporto della didattica

PC, videoproiettore, disponibilità di campi sperimentali, serre e laboratori con relative strumentazioni

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Stefano Tartarini

Consulta il sito web di Luca Dondini