05546 - GENETICA AGRARIA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine dell'insegnamento lo studente acquisisce conoscenze sull'eredità dei caratteri Mendeliani e dei caratteri quantitativi, sulle problematiche dell'associazione genica e della costruzione di mappe genetiche, sulle basi molecolari della replicazione dell'informazione genetica e della sua espressione, sulle principali modificazioni del materiale ereditario (mutazioni) e sulle principali problematiche della genetica di popolazione.

Contenuti

PREREQUISITI

Lo studente che affronta questo insegnamento possiede nozioni elementari della chimica, della biologia, della matematica e della statistica. Queste conoscenze sono in acquisite nella scuola superiore e negli insegnamenti di base impartiti durante il primo semestre del primo anno di corso, con i quali questo è coordinato.

CONTENUTIDELLE ATTIVITA' IN AULA

1. Introduzione e presentazione dei contenuti, dei materiali e delle modalità di esame (1 ora)

2. Basi molecolari della replicazione dell'informazione genetica e della sua espressione (5 ore)

• L'eredità ed il materiale ereditario. Composizione e replicazione del DNA. Analisi del DNA: elettroforesi, restrizione e ligazione, PCR.
• Gene e sua espressione: RNA e trascrizione del messaggio. Codice genetico e traduzione del messaggio. Regolazione genica: dogma centrale della biologia molecolare.

Conoscenze acquisite nell'unità 2
Struttura del materiale genetico e come può essere replicato (DNA) o trascritto e tradotto (RNA). Principi su cui si basa l'utilizzo del DNA a fini diagnostici, forensi o commerciali. Principi dell'espressione genica e le principali modalità di regolazione.

3. Trasmissione del materiale ereditario: esperimenti di Mendel, associazione genica e mappe genetiche (6 ore)
(integrazione con il corso di biologia: la riproduzione; mitosi e meiosi; integrazione con il corso di statistica: la probabilità; il test del Chi quadrato).

• Trasmissione del materiale ereditario: riproduzione sessuata, ricombinazione, aspetti genetici di mitosi e meiosi.  
• Esperimenti di Mendel: dominanza, segregazione, segregazione indipendente.
• Associazione genica: ricombinazione in loci associati (crossing-over), verifica dell'indipendenza dei loci con test Chi quadrato. Mappe di associazione e marcatori genetici.

Conoscenze acquisite nell'unità 3
Modalità di trasmissione ereditaria dei caratteri mendeliani. Ruolo della riproduzione sessuata nella ricombinazione. Costruzione di mappe genetiche.

4. Il genoma dinamico: principali modificazioni del materiale ereditario e ingegneria genetica (8 ore)

• Mutazioni spontanee: geniche cromosomiche e genomiche. Processi evolutivi tramite poliploidia (caso del genere Triticum).
• Elementi di ingegneria genetica. Tecniche di evoluzione assistita: gene editing.

Conoscenze acquisite nell'unità 4
Principali modificazioni del materiale ereditario (mutazioni). Origine della variabilità genetica. Trasformazione genetica delle piante e altri mezzi per indurre variabilità utile.

5. Eredità dei caratteri quantitativi (4 ore)
(integrazione col corso di statistica: media e varianza).

• Esperimenti Johannsen, effetto genotipico ed effetto ambientale, importanza economica dei caratteri quantitativi.
• Analisi delle componenti della media e della varianza. Inbreeding ed eterosi.

Conoscenze acquisite nell'unità 5
Trasmissione ereditaria dei caratteri di interesse agronomico ed economico determinati da complessi genici multifattoriali.

6. Genetica di popolazioni (6 ore)

• Legge di Hardy Weimberg. Fattori dell'equilibrio: mutazioni, migrazione, selezione, unioni non casuali, ampiezza della popolazione (deriva genetica).
• Erosione genetica. Conservazione della biodiversità genetica intra-specifica, evoluzione.

Conoscenze acquisite nell'unità 6
Aspetti genetici di popolazioni naturali e artificiali. Cause delle variazioni di frequenze alleliche e genotipiche. Aspetti genetici alla base della conservazione della biodiversità intra-specifica.

7. Evoluzione, miglioramento genetico e valorizzazione della biodiversità (6 ore)

• Cenni su domesticazione delle piante coltivate: storia del miglioramento genetico. Miglioramento genetico in piante autogame e allogame.
• Cenni sulla gestione dei programmi di miglioramento genetico, sulla genetica nella produzione sementiera e sul commercio delle sementi.

Conoscenze acquisite nell'unità 7
Aspetti genetici nella selezione artificiale e nella diffusione delle sementi.

8. Attività svolte durante le esercitazioni (24 ore)

a) dimostrazioni di semplici analisi del DNA,
b) esame di dati rilevati dagli studenti o simulati dal docente e semplici analisi statistica,
b) attività in gruppi: come reperire e valutare l’informazione in ambito genetico, analisi critica guidata dal docente e condotta dagli studenti, svolgimento di relazioni e presentazione di brevi seminari.

Conoscenze acquisite nell'unità 8
Acquisizione di familiarità con i risultati di analisi diagnostiche utili a fini forensi o commerciali.· Acquisizione del metodo scientifico in ambito genetico per mezzo della verifica statistica dei dati.· Capacità di acquisire autonomamente nuove informazioni, utilizzando capacità di critica e di verifica delle fonti, in parte in lingua inglese. Acquisizione di esperienza di lavoro di equipe e di comunicazione in pubblico di elaborati tecnici.

Testi/Bibliografia

Uno tra i seguenti testi

M. Busconi e altri. Genetica agraria, EdiSES, Napoli, 2016

F. Lorenzetti e altri. Genetica agraria - Genetica e biotecnologie applicate all'agricoltura. Patron, Bologna, 2011.

G. Barcaccia, M. Falcinelli. Genetica e genomica, Vol I genetica vegetale, Liguori Napoli, 2005; G. Barcaccia, M. Falcinelli. Genetica e genomica, Vol II miglioramento genetico, Liguori Napoli, 2005.

Materiale didattico fornito attraverso piattaforma Moodle (Virtuale): Schemi presentati a lezione, dataset per esercitazioni, raccolta dei risultati degli esercizi e di brevi relazioni a cura degli studenti, formazione di gruppi di lavoro per la preparazione dei seminari.

Metodi didattici

L'insegnamento si compone di 36 ore di didattica frontale assistite da materiale grafico, animazioni e filmati, e 24 ore di esercitazioni svolte singolarmente o in gruppi di lavoro presso campi didattico/dimostrativi ed in aula. 

La didattica frontale è volta ad illustrare la materia ed a stimolare il coinvolgimento degli studenti per verificare il livello di apprendimento degli argomenti svolti e per promuovere la formazione di capacità critica riguardo gli trattati. Verranno approfonditi temi di attualità o di particolare interesse connessi agli argomenti trattati nel corso in discussioni a gruppi, esame di casi-studio e seminari.

Le esercitazioni intendono far acquisire agli studenti familiarità con i risultati di analisi diagnostiche e con il metodo scientifico in ambito genetico, anche per mezzo della verifica statistica dei dati. Si intende inoltre stimolare la capacità di critica e di verifica delle fonti, in parte in lingua inglese. Non ultimo obiettivo è quello di promuovere il lavoro di equipe e la comunicazione in pubblico di elaborati tecnici.

Sono previste ore di tutorato per supportare il corso, anche in considerazione dei diversi livelli di conoscenza pregressa della materia.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

The exam can be taken in English, upon request.

La verifica dell'apprendimento è volta a valutare

L'esame scritto consiste di un test di 34 domande a risposta chiusa, a scelta multipla (a ciascuna domanda sono associate 4 risposte di cui solo una è giusta) e 3 domande aperte sugli argomenti del corso. Per ogni risposta giusta alle domande chiuse si attribuiscono 0,5 punti, per ogni domanda aperta si possono attribuire da 0 a 5 punti. Per tutti gli studenti che hanno conseguito un punteggio almeno sufficiente nel test scritto, è possibile inoltre sommare i punti acquisiti nelle attività pratiche (relazione e seminario), così come specificato nel programma (per un massimo di 4 punti).

Strumenti a supporto della didattica

Personal computer e videoproiettore per le attività in aula.

Materiale bibliografico disponibile presso il Sistema Bibliotecario di Ateneo e fornito supiattaforma VIRTUALE.

Blog/forum per comunicazioni docente-studenti su piattaforma VIRTUALE, accessibile ai soli studenti del corso.

Quiz di autovalutazione su piattaforma VIRTUALE per l'assistenza allo studio e per la preparazione all'esame.

Schemi di supporto mostrati a lezione e note di orientamento alla consultazione dei testi di studio.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Elisabetta Frascaroli [https://www.unibo.it/sitoweb/elisabetta.frascaroli]

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Elisabetta Frascaroli