Ateneo - UPO

Caratteri di addomesticamento introgressi nelle piante coltivate, evoluzione e caratteristiche dei genomi delle piante coltivate, approcci per la generazione di biodiversità genetica, biofortificazione, rapporto tra popolazione umana, piante e cibo, ruolo delle proteine vegetali, degli enzimi vegetali e delle risposte metaboliche agli stress ambientali.

Il materiale didattico sarà rappresentato da articoli e libri scientifici, i cui riferimenti saranno forniti durante le lezioni, e sulle diapositive.

Comprendere la complessità delle modifiche genetiche che hanno consentito la evoluzione dei caratteri utili nelle piante, le caratteristiche dei genomi delle piante coltivate, metodologie per generare biodiversità utile, approcci genetico e genomici per la biofortificazione, acquisire la capacità di sostenere una discussione su base scientifica delle problematiche, anche mediatiche, legate alla produzione di cibo con tecnologie molecolari, ruolo delle molecole e degli enzimi vegetali nei processi metabolici, nella sostenibilità alimentare, nella qualità nutrizionale delle fonti vegetali e nella risposta agli stress ambientali.

Conoscenze di base in genetica, biologia della cellula vegetale, fisiologia vegetale di base, biochimica vegetale di base e chimica generale.

Lezioni frontali in aula.

Le studentesse e gli studenti con disabilità o con Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA) o con Bisogni Educativi Speciali (BES) possono richiedere servizi e strumenti specifici a loro dedicati rivolgendosi allo Staff Sviluppo e Coordinamento Carriere e Servizi alle Studentesse e agli Studenti e consultando la pagina dedicata del sito di Ateneo: https://uniupo.it/it/servizi/servizi-studenti-disabiliedsaLe studentesse e gli studenti con disabilità, DSA, BES, una volta preso contatto con lo Staff di Ateneo, possono contattare la/il docente titolare dell'insegnamento in relazione alla declinazione delle modalità di esame, in merito agli aspetti didattici.

Modulo Plant Genetics: l'esame finale sarà scritto mediante test a risposte multiple, con 14 domande riguardanti gli argomenti trattati a lezione. Il voto finale, in trentesimi, sarà la somma dei voti di ciascuna domanda. Modulo Botany: lo studente deve presentare e discutere un approfondimento su un argomento assegnato.Modulo Plant biochemistry: lo studente deve rispondere a 30 quesiti a risposta multipla in una prova scritta sugli argomenti trattati durante il corso.Per tutti i moduli, lo studente deve dimostrare di saper collegare le diverse tematiche affrontate durante i corsi, avere padronanza degli argomenti specifici e, per taluni moduli, di essere in grado di identificare e discutere approfondimenti su argomenti del corso.Il voto finale di Plant biotechnology sarà la media ponderata delle votazioni ottenute nei 3 moduli.

Plant Genetics: Caratteri di addomesticamento, dalle specie selvatiche a quelle coltivate: i geni che hanno contribuito alla modifica della architettura delle piante, come conformazione della spiga/pannocchia, altezza delle piante. Evoluzione dei genomi e caratteristiche dei genomi delle piante coltivate: la duplicazione dei genomi e destino dei geni duplicati, poliploidia, dimensioni dei genomi delle piante coltivate, impatto degli elementi trasponibili sulla evoluzione di caratteri, database genomici. Approcci avanzati per la generazione di biodiversità: TILLING, EcoTilling e approcci di analisi; trasformazione genetica delle piante (agrobacterium e biolistico); Genome editing. Genetica-genomica per la biofortificazione: geni target per il miglioramento genetico e la ingenierizzazione metabolica nella biofortificazione; strategie per incrementare il contenuto in carotenoidi nelle piante; Golden rice I e II; strategie di ingenierizzazione metabolica per incrementare e stabilizzare acido folico in riso; biofortificazione del ferro in riso: approcci basati su geni singoli e geni multipli. Botany: Alcune considerazioni demografiche sulla popolazione umana; il problema del cibo nella storia; la nascita dell’agricoltura e il suo sviluppo; domesticazione delle piante, fisiologia e genetica; la rivoluzione verde; perché abbiamo bisogno delle biotecnologie per sviluppare ulteriormente l’agricoltura; esempi; le piante e i cambi climatici globali. Plant Biochemistry: Introduzione alla biochimica vegetale e alla sostenibilità alimentare; Proteine vegetali; Cannabis sativa L. e semi di canapa; Proteine e peptidi dei semi di canapa; Estrazione e caratterizzazione delle proteine vegetali; Caratteristiche generali degli enzimi vegetali; Enzimi vegetali nei processi metabolici e nella crescita; Enzimi antiossidanti e stress abiotico; Enzimi vegetali e stress biotico; Lignificazione, metaboliti secondari e difesa; Casi studio sperimentali,Integrazione della dimensione di genere: approcci per garantire uguali benefici nelle azioni e attività per donne e uomini e per eliminare le disuguaglianze di genere.

Conoscenza e comprensione: si attende che da un corso come Plant Biotechnology caratterizzato da argomenti specifici e caratterizzanti, il livello di conoscenza sulla disciplina debba risultare in linea agli standard internazionali, mettendo le studentesse e gli studenti nella posizione di poter comprendere problematiche a base genetica, fisiologica, botanica e biochimica nel settore delle piante relative alla resa produttiva e qualità della produzione. Le studentesse e gli studenti dovranno infine essere in grado di discutere criticamente il rapporto tra tecnologie, ambiente e la necessità di produrre cibo.Capacità di applicare conoscenza e comprensione: diverse sezioni del corso hanno implicato la trattazione di diversi casi pratici relativi ai settori dei geni che hanno contribuito alla evoluzione di caratteri utili, caratteristiche dei genomi delle piante, approcci per generare biodiversità utile, biotecnologie per la biofortificazione e nel miglioramento delle piante, effetti dei cambiamenti climatici sulla produzione vegetale, ruolo di proteine, enzimi e processi metabolici; si attende quindi una propensione alla soluzione di problematiche di genetica, botanica, fisiologia e biochimica delle piante inerenti ai settori trattati, correlata ad una capacità di applicare praticamente tali conoscenze. Sono inoltre attese capacità di integrare le conoscenze e le capacità acquisite grazie al corso con quelle derivate da altri insegnamenti, di comprendere il funzionamento e le finalità di alcune applicazioni biotecnologiche, basate su piante, nel campo delle biotecnologie ambientali.Autonomia di giudizio: è attesa una incrementata capacità di giudizio personalizzato e basato sulla conoscenza su argomenti relativi alla genetica delle piante, come anche di essere in grado di interpretare risultati sperimentali riguardanti la biologia delle produzioni vegetali e concetti avanzati di biochimica vegetale.Abilità comunicative: è attesa una incrementata capacità comunicativa, basata sulla conoscenza, su tematiche relative alle biotecnologie applicate alle piante, come anche la capacità di utilizzare un appropriato linguaggio scientifico nella comunicazione orale e scritta e di dimostrare capacità di riconoscere informazioni essenziali e presentarle.Capacità di apprendimento: le conoscenze di biotecnologie delle piante fornite durante il corso offrono una solida base culturale per l’apprendimento di diverse altre discipline correlate, a titolo esemplificativo si possono citare discipline botaniche, fisiologia delle piante, biochimica delle piante. Tale abilità verrà sviluppata mediante il coinvolgimento attivo degli studenti attraverso discussioni orali in aula di argomenti inerenti al corso.