96030 - PLANT-ENVIRONMENT MOLECULAR INTERACTIONS

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente acquisisce (i) una conoscenza approfondita di come le piante rispondono a livello molecolare a particolari condizioni di stress biotico e abiotico, e (ii) conosce le principali metodologie finalizzate all'espressione di proteine vegetali in sistemi eterologhi e alla loro caratterizzazione. In particolare, lo studente è in grado di: - analizzare e discutere con padronanza argomenti di fisiologia molecolare degli stress nelle piante; - 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, 3 CFU, Prof. Trost) e il Modulo 2 (laboratorio sperimentale individuale, 3 CFU, Prof. 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. Trasformazione genetica. Tecniche di genetica inversa e diretta applicate alle piante.

Stress da luce: fotoinibizione e fotoprotezione. Risposta delle fotosintesi al variare dell'intensità luminosa. Produzione fotosintetica di ROS. Meccanismi molecolari di fotoprotezione. Segnalazione retrograda cloroplasto-nucleo in condizioni di alta luce.

Interazione pianta-patogeno. Strategie di patogenesi. Immunità innata nelle piante: PAMP, DAMP e immunità basale; effettori, geni R e resistenza verticale. Fitoalessine. Modificazioni della parete cellulare. Scoppio ossidativo. Risposta ipersensibile. Resistenza sistemica acquisita (SAR).  

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 β-amilasi 1 (BAM1) di Arabidopsis thaliana. L’attività in vivo permetterà di quantificare la concentrazione di amido fogliare estratto a diversi tempi di illuminazione da piante di Arabidopsis.

Testi/Bibliografia

Modulo 1:

- Plant Physiology and Development, Sixth Edition, by Lincoln Taiz, Eduardo Zeiger, Ian M. Møller, and Angus Murphy, Oxford University Press (2018).

- Plant Biology, AM Smith et al., Garland Science (2009)

- Articoli scientifici e review (indicate dal docente)

- Lezioni power point (Virtuale)

Modulo 2:

- Il materiale didattico (slide delle lezioni; protocolli; link alle pubblicazioni; link a database online) sarà disponibile sulla piattaforma Virtuale 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.

Per quanto riguarda le modalità di insegnamento del modulo 2, è obbligatorio per tutti gli studenti frequentare e aver superato i moduli 1 e 2 sulla sicurezza (disponibili online https://www.unibo.it/it/servizi-e-opportunita/salute-e-assistenza/salute-e-sicurezza/sicurezza-e-salute-nei-luoghi-di-studio-e-tirocinio ), mentre il modulo 3 su salute e sicurezza va frequentato in classe. Le informazioni sul calendario di frequenza del modulo 3 sono disponibili sul sito web del proprio corso di laurea ("studiare"--"formazione obbligatoria su sicurezza e salute").

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame consiste in un singolo test scritto che comprende una parte di domande chiuse (15 domande da 1 punto) e aperte (2 saggi brevi da 5 punti ciascuno) sul modulo 1 (max 25 punti), e una parte di esercizi di laboratorio sul modulo 2 (max 8 punti). La valutazione totale massima è quindi di 33 punti. 

Lo studente ha il diritto di rifiutare la verbalizzazione del voto positivo proposto 1 volta (secondo il regolamento didattico di ateneo ART.16, comma 5)

Studenti con DSA o disabilità temporanee o permanenti: si raccomanda di contattare per tempo l’Ufficio di Ateneo competente (https://site.unibo.it/studenti-con-disabilita-e-dsa/it). Sarà sua cura proporre agli studenti interessati eventuali adattamenti, che dovranno comunque essere sottoposti, con almeno 15 giorni di anticipo, all’approvazione del docente, il quale ne valuterà l'opportunità anche in relazione agli obiettivi formativi dell’insegnamento.

Studenti/sse con riconoscimento dello status “studente lavoratore”: consultare il sito web dedicato  (https://www.unibo.it/it/studiare/guida-alla-scelta-del-corso/conciliare-studio-e-lavoro) per richiederne lo status e le misure previste.

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 Virtuale). 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