29978 - MIGLIORAMENTO GENETICO DELLE COLTURE ERBACEE

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente conosce e applica i principi statistici importanti nel miglioramento genetico e finalizzati al calcolo della ereditabilità. Conosce le principali metodologie selettive delle piante erbacee autogame, allogame e a propagazione vegetativa. Conosce la struttura genetica delle varietà coltivate.

Contenuti

A)   Prerequisiti

Lo studente che accede a questo insegnamento è in possesso di una buona conoscenza dei fondamenti di genetica agraria, colture erbacee, botanica, statistica, entomologia e patologia delle piante. Questi prerequisiti sono forniti dagli insegnamenti del precedente corso di laurea triennale e dagli insegnamenti del primo anno, primo ciclo, del corso di laurea magistrale in Scienze e Tecnologie Agrarie.

B)   Unità didattiche

1. Sistemi riproduttivi delle piante (Totale unità didattica 5 ore)

Strutture fiorali di specie autogame e allogame. Monoicismo e dioicismo. Autoincompatibilità. Propagazione vegetativa.

Conoscenze acquisite nell'unità didattica 1

·        Conosce i meccanismi fiorali e di autoincompatibilità che determinano l'auto- e l'allofecondazione.

2. Risposta alla selezione ed ereditabilità dei caratteri quantitativi (Totale unità didattica 9 ore)

Risposta alle selezione per caratteri qualitativi e per caratteri quantitativi. Analisi della varianza applicata ai caratteri quantitativi. Componenti della varianza fenotipica: varianza genetica e ambientale. Componenti della varianza genetica: componente dovuta ad effetti additivi e di dominanza. Ereditabilità in senso ampio e in senso stretto; ereditabilità su base individuale e su base media. Utilizzazione della ereditabilità nel miglioramento genetico. Differenziale di selezione e previsione della risposta alla selezione. Ereditabilità realizzata.

Conoscenze acquisite nell'unità didattica 2

·        E' in grado di applicare l'analisi della varianza allo studio dei caratteri quantitativi e di suddividere la varianza fenotipica nelle sue componenti.

·        E' in grado di stimare la ereditabilità e di utilizzare opportunamente tale stima in un lavoro di selezione.

3. Miglioramento genetico delle specie prevalentemente autogame (Totale unità didattica 12 ore)

Struttura genetica delle popolazioni naturali di specie prevalentemente autogame. Autofecondazione ed omozigosi. Selezione entro popolazioni naturali. Selezione massale e selezione per linea pura. Creazione di nuova variabilità genetica mediante l'incrocio.  Scelta dei genitori e del metodo di selezione. Metodo pedigree, per popolazione riunita e per discendenza da singolo seme. Ottenimento di linee pure mediante la produzione di di-aploidi. Uso della colchicina e raddoppiamento del patrimonio cromosomico dei genotipi aploidi. Reincrocio: trasferimento di un allele dominante e di un allele recessivo. Resistenza alle malattie; procedure di selezione per le resistenze orizzontali e per le resistenze verticali. Uso dei marcatori molecolari nel miglioramento genetico. Selezione assistita mediante l'uso di marcatori molecolari.

Conoscenze acquisite nell'unità didattica 3

·        E' in grado di scegliere ed applicare il metodo di selezione più idoneo, per una determinata specie autogama, in relazione al materiale di base e agli obbiettivi.

4. Miglioramento genetico di specie prevalentemente allogame (Totale unità didattica 12 ore)

Struttura genetica delle popolazioni naturali in relazione alla legge Hardy e Weinberg. Ecotipi. Selezioni ricorrenti per il miglioramento delle popolazioni. Metodi di selezione intra-popolazione: selezione massale, per famiglie da autofecondazione e per famiglie test-cross. Metodo inter-popolazione: selezione ricorrente reciproca. Varietà sintetiche. Costituzioni ibride. Stima della attitudine alla combinazione generale e specifica delle linee. Scelta del tester. Produzione commerciale del seme ibrido; problematiche relative alla emasculazione del genitore femminile. Maschiosterilità genetica, citoplasmatica e genetico-citoplasmatica.

Conoscenze acquisite nell'unità didattica 4

·        E' in grado di scegliere ed applicare il metodo di selezione più idoneo, per una determinata specie allogama, in relazione al materiale di base e agli obbiettivi.

·        Conosce le principali problematiche relative alla produzione commerciale di seme ibrido.

5. Miglioramento genetico di specie a propagazione agamica (Totale unità didattica 4 ore)

Selezione clonale; incrocio tra cloni e selezione.

Conoscenze acquisite nell'unità didattica 5

·        E' in grado di scegliere ed applicare il metodo di selezione più idoneo, per una determinata specie a propagazione agamica, in relazione al materiale di base e agli obbiettivi.

6. Esercitazioni (Totale unità didattica 18 ore)

Le esercitazioni riguardano essenzialmente l'analisi della varianza per la stima della ereditabilità e le visite ai campi di selezione. I valori da sottoporre ad analisi della varianza sono ottenuti da misure effettuate direttamente dagli studenti su materiali creati appositamente dal docente ed allevati nel campo didattico di via Fanin. Questo approccio diretto consente allo studente di apprezzare il significato di variabilità genetica tipica delle popolazioni da utilizzarsi per l'avvio di un lavoro di selezione. Le visite ai campi di selezione riguardano soprattutto i materiali segreganti e le prove di comparazione agronomica dei materiali sotto selezione, allo scopo di far apprezzare allo studente come si configura, in pratica, un lavoro di miglioramento genetico articolato nelle sue varie fasi.

Testi/Bibliografia

G. Barcaccia, M. Falcinelli. Genetica e genomica. Volume II. Miglioramento genetico. 2005. Liguori editore, Napoli.

Metodi didattici

Il corso è articolato in lezioni ed esercitazioni. Durante le lezioni vengono analizzati i principali aspetti concernenti la biologia riproduttiva delle colture erbacee, la stima e l'impiego della ereditabilità nel miglioramento genetico e le principali metodologie di selezione in relazione alla variabilità genetica disponibile e agli obiettivi. Le esercitazioni pratiche sono imperniate sull'analisi della varianza di valori fenotipici rilevati dagli studenti per il calcolo della ereditabilità. Inoltre, vengono effettuate visite guidate a campi di allevamento di materiali in selezione per acquisire una migliore comprensione delle procedure descritte in classe.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La prova di accertamento viene effettuata mediante un esame finale orale. Sono previste 3 domande miranti all'accertamento delle conoscenze relative agli aspetti di base e applicativi sviluppati nelle ore di lezione e di esercitazione. La durata della prova è di circa 45 minuti.

Strumenti a supporto della didattica

Per la didattica frontale è previsto l'uso di lavagna luminosa, PC e videoproiettore. Per le esercitazioni, è prevista la preparazione, da parte del docente, di popolazioni sperimentali da allevarsi nel campo didattico per l'analisi della variabilità genetica.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Pierangelo Landi