Approcci di genomica vegetale per adattare le piante ai cambiamenti climatici e ambientali
A.A. 2024/2025
Obiettivi formativi
L'insegnamento si propone di fornire agli studenti nozioni di base e avanzate su produzione, utilizzo e coltivazione delle piante geneticamente modificate come strategia per mitigare gli effetti dei cambiamenti ambientali intesi come:
-cambiamento climatico
-crescita della popolazione mondiale
-carenze nutrizionali delle popolazioni in via di sviluppo
-food security
-antropizzazione
Obiettivo formativo dell'insegnamento è inoltre quello di fornire agli studenti una panoramica sulle tecniche di modificazione dei genomi e sfruttamento della biodiversità atte al miglioramento genetico vegetale.
-cambiamento climatico
-crescita della popolazione mondiale
-carenze nutrizionali delle popolazioni in via di sviluppo
-food security
-antropizzazione
Obiettivo formativo dell'insegnamento è inoltre quello di fornire agli studenti una panoramica sulle tecniche di modificazione dei genomi e sfruttamento della biodiversità atte al miglioramento genetico vegetale.
Risultati apprendimento attesi
Al termine dell'insegnamento lo studente avrà acquisito i concetti fondamentali alla base della manipolazione dei genomi vegetali e le applicazioni nel contesto dei diversi aspetti dei cambiamenti ambientali.
Lo studente acquisirà gli strumenti teorici e pratici per identificare autonomamente quali strategie molecolari possano essere utilizzate per modificare o trasferire caratteri di diversa complessità in modelli vegetali.
Lo studente acquisirà gli strumenti teorici e pratici per identificare autonomamente quali strategie molecolari possano essere utilizzate per modificare o trasferire caratteri di diversa complessità in modelli vegetali.
Periodo: Secondo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento non può essere seguito come corso singolo. Puoi trovare gli insegnamenti disponibili consultando il catalogo corsi singoli.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Programma
Il programma dell'insegnamento prevede la presentazione e trattazione dei seguenti argomenti:
· Introduzione alle biotecnologie vegetali e alla modificazione dei genomi per un'agricoltura sostenibile in risposta ai cambiamenti climatici.
· Il miglioramento genetico delle piante: selezione, incrocio, mutagenesi, importanza della conservazione della biodiversità
· Piante geneticamente modificate: differenze tra breeding e ingegneria genetica
· Le colture in vitro di cellule, tessuti e organi vegetali
· Metodi di trasformazione (Agrobacterium tumefaciens, trasformazione in vitro, shotgun)
· Preparazione del costrutto transgenico
· Regolazione dell'espressione genica: identificazione e utilizzo di promotori costitutivi, inducibili, tessuto- e cellula-specifici
· Marcatori di selezione e geni reporters (uso e implicazioni)
· Overespressione e Silenziamento genico: costrutti per il silenziamento dei geni (RNA antisenso e interference)
· Tecniche di "Genome Editing" e loro applicazioni nel campo delle biotecnologie vegetale
Zinc Finger
Talen
CRISPR Cas9 ed evoluzione della tecnologia
· Programmi per il design di costrutti di Genome Editing, analisi di sequenze per la valutazione dell'induzione di mutazioni
. Strategie per adattare le piante allo stress idrico, inquadramento della problematica e soluzioni di genomica funzionale per migliorare la resilienza delle specie vegetali
. Strategie per adattare le piante ad alte temperature
· Piante transgeniche per la resistenza a erbicidi
Soia Roundup Ready
. Plant biofortification: modificazione del contenuto di provitamina A, il riso dorato: Golden rice
. Acido fitico e biofortificazione minerale (seminario)
. Aspetti legislativi di regolamentazione della manipolazione genetica nei vegetali
Il corso prevede 16 ore di esercitazioni di laboratorio a posto singolo sulle tematiche affrontate durante il corso
· Introduzione alle biotecnologie vegetali e alla modificazione dei genomi per un'agricoltura sostenibile in risposta ai cambiamenti climatici.
· Il miglioramento genetico delle piante: selezione, incrocio, mutagenesi, importanza della conservazione della biodiversità
· Piante geneticamente modificate: differenze tra breeding e ingegneria genetica
· Le colture in vitro di cellule, tessuti e organi vegetali
· Metodi di trasformazione (Agrobacterium tumefaciens, trasformazione in vitro, shotgun)
· Preparazione del costrutto transgenico
· Regolazione dell'espressione genica: identificazione e utilizzo di promotori costitutivi, inducibili, tessuto- e cellula-specifici
· Marcatori di selezione e geni reporters (uso e implicazioni)
· Overespressione e Silenziamento genico: costrutti per il silenziamento dei geni (RNA antisenso e interference)
· Tecniche di "Genome Editing" e loro applicazioni nel campo delle biotecnologie vegetale
Zinc Finger
Talen
CRISPR Cas9 ed evoluzione della tecnologia
· Programmi per il design di costrutti di Genome Editing, analisi di sequenze per la valutazione dell'induzione di mutazioni
. Strategie per adattare le piante allo stress idrico, inquadramento della problematica e soluzioni di genomica funzionale per migliorare la resilienza delle specie vegetali
. Strategie per adattare le piante ad alte temperature
· Piante transgeniche per la resistenza a erbicidi
Soia Roundup Ready
. Plant biofortification: modificazione del contenuto di provitamina A, il riso dorato: Golden rice
. Acido fitico e biofortificazione minerale (seminario)
. Aspetti legislativi di regolamentazione della manipolazione genetica nei vegetali
Il corso prevede 16 ore di esercitazioni di laboratorio a posto singolo sulle tematiche affrontate durante il corso
Prerequisiti
Un buon livello di comprensione di genetica Mendeliana e delle basi di genetica molecolare e' altamente consigliato.
Metodi didattici
Lezioni frontali ed esercitazioni pratiche in laboratorio. La partecipazione attiva al corso e' altamente incoraggiata per una migliore comprensione delle tematiche. Verrà organizzata una lezione per utilizzare semplici programmi per il design dei costrutti di trasformazione. Durante il corso alcune tematiche verranno approfondite con lezioni/seminari tenuti da ricercatori esperti nel campo. 16 ore del corso saranno dedicate ad esercitazioni pratiche in aula (2 ore utilizzo di semplici programmi di gestione delle sequenze e clonaggio in silico, analisi dei cromatogrammni di sequenziamento Sanger) e in laboratorio (14 ore) sulle tematiche affrontate durante il corso.
Materiale di riferimento
Durante il corso sarà fornita una bibliografia aggiornata dei temi trattati consistente in pubblicazioni originali, reviews e siti internet. I PDF delle lezioni e tutto il materiale di approfondimento verrà caritato sul sito ARIEL di riferimento per il corso.
Testo di riferimento: " Biotecnologie e Genomica delle Piante" Rosa Rao e Antonietta Leone, Ed. Idelson-Gnocchi"
Durante le esercitazioni pratiche verranno forniti i protocolli relativi alle tecniche proposte.
Testo di riferimento: " Biotecnologie e Genomica delle Piante" Rosa Rao e Antonietta Leone, Ed. Idelson-Gnocchi"
Durante le esercitazioni pratiche verranno forniti i protocolli relativi alle tecniche proposte.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
La verifica della preparazione degli studenti consiste in una prova orale in cui i docenti sottoporranno agli studenti delle domande sugli argomenti trattati durante il corso. Verranno valutate sia le conoscenze delle tecniche descritte e viste durante le lezioni teoriche e esercitazioni pratiche, che la rielaborazione dei casi studio presentati.
BIO/18 - GENETICA - CFU: 6
Esercitazioni: 16 ore
Lezioni: 40 ore
Lezioni: 40 ore
Docenti:
Di Marzo Maurizio, Gregis Veronica
Docente/i
Ricevimento:
su appuntamento
Piano 5 Torre A, Via Celoria 26