97302 - ELEMENTI DI GENETICA DELLE PIANTE ORNAMENTALI

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine dell'insegnamento lo studente possiede le conoscenze sulla base genetica che sottende la variabilità espressa in popolazioni vegetali naturali o artificiali; è in grado di impiegare le basi genetiche per una corretta gestione della biodiversità e per il miglioramento delle piante ornamentali; possiede le conoscenze sulla base genetica che sottende la variabilità espressa in popolazioni vegetali naturali o artificiali; possiede nozioni sull'impiego delle metodiche per identificare e selezionare geni per la resilienza delle piante alle avversità biotiche ed abiotiche; è in grado di impiegare le nozioni genetiche per una corretta gestione della biodiversità e per il miglioramento delle piante ornamentali anche in relazione alla sostenibilità del loro impiego in condizioni ambientali avverse conseguenti alla crisi climatica in atto; sa valutare criticamente fatti e dati sulla utilizzazione di nuovi genotipi selezionati tramite l'uso delle nuove tecnologie di selezione.

Contenuti

PREREQUISITI

Lo studente che accede a questo insegnamento deve possedere una buona conoscenza dei fondamenti di matematica, chimica e biologia vegetale; questi prerequisiti sono forniti dagli insegnamenti di base erogati durante i primi due anni di corso.

CONTENUTI DELLE 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 (2 ore)

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

Conoscenze acquisite. 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.

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

• 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). Mappe di associazione e marcatori genetici.

Conoscenze acquisite: Modalità di trasmissione ereditaria dei caratteri mendeliani. Ruolo della riproduzione sessuata nella ricombinazione. Costruzione di mappe genetiche.

4. Modificazioni del materiale ereditario (3 ore)

• Mutazioni geniche. Mutazioni cromosomiche (cenni). Mutazioni genomiche. Poliploidia.
• Evoluzione nelle piante. Mutagenesi indotta. Esempi relativi a specie utilizzate nel floro-vivaismo.

Conoscenze acquisite: Modificazioni del materiale ereditario per mutazione e generazione della variabilità nei processi evolutivi delle piante.

5. Eredità dei caratteri quantitativi (3 ore)
(integrazione col corso di matematica: media e varianza).

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

Conoscenze acquisite: Trasmissione ereditaria dei caratteri di interesse agronomico ed economico determinati da complessi genici multifattoriali.

6. Genetica di popolazione (3 ore)

• Frequenze alleliche e genotipiche nelle popolazioni: equilibrio e legge di Hardy e Weinberg;
• Fattori dell'equilibrio: mutazioni, selezione, migrazione, deriva genetica e unioni non casuali. Depressione da inbreeding e eterosi. 

Conoscenze acquisite: Aspetti genetici di popolazioni di individui che si riproducono mediante incrocio e i fattori che determinano variazioni genetiche in popolazioni naturali e artificiali.

6. Basi del miglioramento genetico (3 ore)

• Obiettivi del miglioramento genetico per specie ornamentali
• Metodi di selezione per le specie a riproduzione sessuata e a riproduzione vegetativa. Marcatori genetici e molecolari nel miglioramento genetico (cenni)
• Esempi relativi a specie utilizzate nel floro-vivaismo.

Conoscenze acquisite: Principali metodi per l'ottenimento di nuove varietà ornamentali

7. Biotecnologie nel miglioramento genetico (3 ore)

• Elementi di ingegneria genetica e di gene editing.
• Applicazioni dell'ingegneria genetica in agricoltura e nel floro-vivaismo.

Conoscenze acquisite: Basi dell'ingegneria genetica per l'ottenimento di nuove varietà ornamentali

8. Esercitazioni, discussioni, casi studio (12 ore)

• Individuazione di obiettivi raggiungibili attraverso l'applicazione di conoscenze genetiche
• Impostazione di una ricerca bibliografica e reperimento di altre informazioni utili per il raggiungimento degli obiettivi individuati 
• Elaborazione individuale o in gruppo di una breve relazione sui metodi individuati per raggiungere gli obiettivi individuati ed esposizione alla classe.

Le attività di elaborazione della relazione ed esposizione alla classe non sono obbligatorie, ma comportano un punteggio aggiuntivo (max 3 punti) all'esame, acquisibile solo se si supera la parte teorica.

Competenze acquisite: Capacità di ottenere autonomamente nuove informazioni, utilizzando spirito critico e 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

Parti tratte dai seguenti testi

F. Lorenzetti e altri. Genetica agraria - Genetica e biotecnologie applicate all'agricoltura. Patron, Bologna, 2023.

V. Scariot e altri (a cura di). Florovivaismo, principi e tecniche. Sezione seconda: innovazione di prodotto, miglioramento genetico, propagazione. Edagricole, Milano, 2022.

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

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 18 ore di didattica frontale assistite da materiale grafico, animazioni e filmati, e 12 ore di esercitazioni svolte singolarmente o in gruppi di lavoro.

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 pubblicati e con il metodo scientifico in ambito genetico. 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.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

The exam can be taken in English, upon request.

L'insegnamento è parte del Corso Integrato Applicazioni di Genetica e Microbiologia insieme al seguente altro insegnamento: BIOLOGIA E GESTIONE DELLA MICROFLORA UTILE. Pertanto la valutazione del corso integrato tiene conto congiuntamente del livello di conoscenze e competenze acquisite dallo studente relativamente ai contenuti di tutti i suddetti insegnamenti. Le conoscenze e le competenze impartite dal presente insegnamento vengono valutate attraverso un colloquio, della durata di circa 20 minuti, dove vengono formulate tre domande; in particolare, due domande sono relative agli aspetti di base sviluppati nelle sette unità didattiche in cui è articolato il corso, mentre la terza domanda è di carattere più generale.

Ad un voto almeno sufficiente nella valutazione orale verranno aggiunti anche i punti ottenuti nell'attività di approfondimento (max 3 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 su piattaforma 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