- Docente: Paolo Bernardo Trost
- Crediti formativi: 7
- SSD: BIO/04
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Moduli: Paolo Bernardo Trost (Modulo 1) Francesca Sparla (Modulo 2)
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 1) Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 2)
- Campus: Bologna
- Corso: Laurea Magistrale in Biologia molecolare e cellulare (cod. 8021)
Conoscenze e abilità da conseguire
Al termine del corso, lo studente possiede conoscenze approfondite dei moderni sviluppi in alcuni ambiti specifici della fisiologia vegetale e delle principali metodologie finalizzate all'espressione di proteine ricombinanti vegetali e alla loro caratterizzazione. In particolare, lo studente è in grado di: - analizzare e discutere con padronanza argomenti di genomica, biologia redox, fisiologia degli stress abiotici e biotici delle piante superiori; - 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, 4 CFU, Prof. Trost) e il Modulo 2 (laboratorio sperimentale individuale, 3 CFU, Dott.ssa 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. Banche dati di espressione genica. Trasformazione genetica e rigenerazione in vitro. Tecniche di genetica inversa applicate alle piante: mutagenesi inserzionale, interferenza dell'RNA, editing del genoma.
Stress ossidativo e redox signalling. Le specie reattive dell'ossigeno: chimica, fonti di ROS della cellula vegetale, sistemi antiossidanti. Il sistema delle tioredossine e la regolazione redox del metabolismo. Glutaredossine e glutationilazione delle proteine. Specie reattive dell'azoto e nitrosilazione delle cisteine. Misura dello stato redox del glutatione in vivo mediante sonde fluorescenti geneticamente codificate (roGFP e derivati). Proteomica redox. Modificazioni redox post traduzionali e loro identificazione. Specie reattive dello zolfo e persolfurazione proteica.
Stress abiotici: fotoinibizione e fotoprotezione. Risposta delle fotosintesi al variare dell'intensità luminosa. Produzione fotosintetica di ROS. Risposte allo stress da luce: eliotropismo fogliare, movimento dei cloroplasti. Meccanismi molecolari di fotoprotezione: dissipazione dell'energia in eccesso mediante non-photochemical quenching, ciclo acqua-acqua, transizione di stato, trasporto elettronico ciclico, clororespirazione, ciclo di riparazione della proteina D1.
Stress biotici: interazione pianta-patogeno. Patogeni vegetali. Strategie di patogenesi. Difese di tipo costitutivo. Immunità innata nelle piante: PAMP, DAMP e immunità basale; effettori, geni R e resistenza verticale. Fitoalessine. Irrobustimento della parete cellulare. Scoppio ossidativo. Risposta ipersensibile. Resistenza sistemica acquisita (SAR). Acido salicilico, NPR1 e regolazione redox. Segnalazione intracellulare e a lunga distanza.
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 NAD(P)H:chinone ossidoreduttasi (NQR) di Arabidopsis thaliana (AtNQR). L’attività in vivo permetterà di evidenziare l’insorgenza di un burst ossidativo in risposta a stress da ferita in piante di Arabidopsis e di individuare la presenza di una forma immunocorrelata all’AtNQR in foglie di spinacio.
Testi/Bibliografia
Modulo 1
- Rascio et al., Elementi di Fisiologia vegetale, seconda edizione, EdiSES 2017
- A.M. Smith et al., Biologia delle piante, Zanichelli 2011
Vol. 1 – Evoluzione, sviluppo, metabolismo
Vol. 2 – Interazioni con l’ambiente, domesticazione
- Articoli scientifici e reviews (indicate dal docente)
- Lezioni power point (IOL Unibo)
Modulo2
- Il materiale didattico (slide delle lezioni; protocolli; link alle pubblicazioni; link a database online) sarà disponibile sulla piattaforma IOL- Università di Bologna 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 tre parti che concorrono al voto finale:
- valutazione delle relazioni di laboratorio
- test scritto on line
- esame orale
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 IOL). 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
SDGs



L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.