- Oggetto:
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Genetica Agraria
- Oggetto:
Agricultural Genetics
- Oggetto:
Anno accademico 2019/2020
- Codice dell'attività didattica
- FAR0244B
- Docente
- Prof. Ezio Portis (Titolare del corso)
- Corso di studi
- [003701] TECNICHE ERBORISTICHE
- Anno
- 1° anno
- Tipologia
- Caratterizzante
- Crediti/Valenza
- 5
- SSD dell'attività didattica
- AGR/07 - genetica agraria
- Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Obbligatoria
- Tipologia d'esame
- Scritto ed orale
- Prerequisiti
- Basi di biologia e di chimica/Basic knowledge of biology and chemistry
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Fornire agli studenti conoscenze di base per la comprensione dei meccanismi di trasmissione dei caratteri, dei meccanismi di riproduzione delle piante e delle principali tecniche, di tipo sia tradizionale che biotecnologico, finalizzate al miglioramento genetico delle specie di interesse agrario
To provide students with a basic understanding on the principles of genetic transmission of traits, the mechanisms plant reproduction as well as on the most important techniques, both traditional and innovative, for the breeding programmes of species of agricultural interest.
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Conoscenze sulle modalità di trasmissione dei caratteri ereditari. Rendere gli studenti consapevoli dell’importanza delle tecniche di propagazione nelle produzioni agrarie, nonché della conservazione della variabilità genetica. Capacità di valutare criticamente le potenzialità, i rischi e i benefici delle manipolazioni genetiche sulle specie vegetali di interesse agrario. Acquisizione delle conoscenze per valutare criticamente le diverse opzioni nel campo della scelta del materiale propagativo utilizzabile in campo agroambientale. Capacità di valutare la qualità, sia genetica che agronomica, del materiale propagativo utilizzato. Capacità di esporre in modo chiaro le problematiche legate alla propagazione delle piante. Utilizzazione della terminologia appropriata nel campo della propagazione delle piante. Perfezionamento della facoltà di valutare criticamente quanto appreso, distinguendo dati oggettivi da valutazioni soggettive.
To give students knowledge useful to critically evaluate potentiality and risks linked to genetic manipulation of plants. To acquaint students with importance of propagation techniques for agriculture production, and stimulate awareness for the conservation and sustainable use of plant genetic resources. Acquisition of knowledge needed to critically evaluate different options in choosing propagative material. Ability to evaluate the quality, both genetic and agronomic, of the used propagative material. Ability to explain clearly aspects related to plant propagation. Use of correct terminology in the field of plant propagation techniques. Completion of skill to critically evaluate the acquired knowledge, distinguishing objective data from personal evaluations.
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
L'insegnamento consiste di 36 ore di lezioni teoriche/esercitazioni. Per le lezioni teoriche il docente si avvale di presentazioni e slide che sono a disposizione degli studenti alla pagina internet del corso sulla piattaforma Campusnet. Video delle lezioni con i commenti alle slide presentate a lezione e lo svolgimento di tutti gli esercizi proposti sono disponibili sulla piattaforma Moodle
The course consists of 36 hours of lectures/practical exercises. Lesson presentations are available to students before each lecture at the web page of the course on Campusnet. Video Lessons are available to students on Moodle platform.
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'apprendimento sarà verificato attraverso la periodica discussione con gli studenti delle nozioni teoriche trattate nella prima parte dell'insegnamento e attraverso lo svolgimento di esercizi riassuntivi atti a verificare la capacità di comprensione degli argomenti trattati.
L'esame finale (della durata di un'ora) sarà scritto, on line sulla piattaforma Moodle, composto da:
- 29 esercizi/domande a risposta multipla, del valore di 1 punto ciascuna
- una domanda a risposta aperta, del valore di 2 punti.
Le risposte errate non comporteranno nessuna penalizzazione di punti.
Un colloquio orale on-line, facoltativo, potrà completare la verifica dell'apprendimento da parte del candidato - con particolare riferimento agli argomenti sui quali il test scritto ha consentito di evidenziare carenze di conoscenze
Learning will be assessed through periodical discussion of the theoretical concepts and through practical exercises designed to test the comprehension of the topics covered.
The final exam (one hour) will be written, on line on Moodle platform. It will cover the entire program and will include:
- 29 multiple-choice questions/exercises each of them is worth 1 point;
- one open-ended questions, which is worth 2 points.
Wrong answers will not provide any penalty.
An optional on-line oral interview can complete the exam - with reference to the topics on which the written test has highlighted lack of knowledge.
- Oggetto:
Programma
1) Principi mendeliani e teoria cromosomica dell'eredità: Principi di Mendel: dominanza e recessività, geni e alleli, omozigosi ed eterozigosi, genotipo e fenotipo, segregazione indipendente. Estensioni all’eredità mendeliana: dominanza incompleta, allelia multipla, caratteri legati al sesso. Organizzazione del DNA extracromosomico (8 ore).
2) Associazione scambio e mappe genetiche: Concetti fondamentali, eccezioni dell'assortimento indipendente, crossing over e ricombinazione di geni associati. Mappatura cromosomica di geni associati mediante test a due punti e test a tre punti, costruzione di mappe genetiche, confronto tra mappe genetiche e mappe fisiche (4 ore)
3) Riproduzione e propagazione delle piante: Sistemi, barriere e controllo genetico della riproduzione. Propagazione vegetativa, apomissia e anfimissia. Determinazione genica e cromosomica del sesso, strutture fiorali, autogamila e allogamia, monoicismo e dioicismo, cleistogamia, proteroginia e proterandria, incompatibilità, maschiosterilità (3 ore)
4) Mutazioni e poliploidia: Mutazioni geniche o puntiformi, elementi genici mobili, trasposoni. Mutazioni cromosomiche: delezioni, duplicazioni, traslocazioni, inversioni. Mutazioni genomiche, il corredo cromosomico, euploidia e aneuploidia, aploidia e poliploidia, autopoliploidia e allopoliploidia, poliploidizzazione naturale e indotta, triploidia (3 ore)
5) Caratteri quantitativi: Valore medio e varianza. Influenza dei fattori ambientali sui caratteri quantitativi, effetti della componente genetica sulla variabilità dei caratteri quantitativi, eredità dei caratteri quantitativi e determinazione del numero dei poligeni, additività. Ereditabilità dei caratteri quantitativi, risposta alla selezione e progresso conseguibile con la selezione (5 ore)
6) Struttura genetica delle popolazioni: Popolazioni di specie autogame, autofecondazione e progresso verso l’omozigosi, fonti di variabilità. Popolazioni di specie allogame, legge dell’equilibrio genetico di Hardy-Weinberg, agenti responsabili della microevoluzione, fonti di variabilità. Popolazioni di specie apomittiche e a propagazione vegetativa (4 ore)
7) Miglioramento genetico e Costituzione varietale: Distinguibilità, uniformità e stabilità delle nuove costituzioni varietali. Strategie di miglioramento genetico in specie prevalentemente autogame: selezione massale e selezione per linea pura, metodo pedigree, metodo per popolazione riunita, reincrocio (backcross). Strategie di miglioramento genetico in specie prevalentemente allogame: popolazioni a libera impollinazione e selezione ricorrente, attitudine generale e specifica alla combinazione, varietà ibride, eterosi e depressione da inbreeding, ipotesi della dominanza e della sovradominanza, il caso del mais, impiego delle sister lines e della maschiosterilità per la costituzione degli ibridi. Specie a propagazione vegetativa (5 ore)
8) Tecnologia del DNA ricombinante ed OGM (organismi geneticamente modificati): definizioni ed aspetti tecnico-scientifici; stato attuale delle coltivazioni transgeniche nel mondo. Tecnologia delle colture di tessuti in vitro e rigenerazione della pianta; tecnologia del DNA ricombinante. Sistemi di trasformazione nelle piante, trasferimento genico mediato da Agrobacterium tumefaciens e metodo biolistico. Caratteri ingegnerizzabili ed ingegnerizzati nei vegetali, mais BT, soia Roundup Ready, Golden rice, Plant molecular farming (4 ore)
1) Principles of Mendelian inheritance and chromosomal theory of heredity: Mendel’s laws: dominance and recessiveness, genes and alleles, homozygosity and heterozygosity, genotype and phenotype, recombination of independent genes. Extensions of mendelian genetics: multiple alleles, incomplete dominance and codominance, sex-linked characters. Extrachromosomal DNA (8 hours).
2) Linkage analysis and genetic maps: Concept of linkage analyses, crossing over and recombination of linked genes. Chromosomal mapping of associated genes through two-point and three-point tests, genetic maps construction, comparison between genetic and physical maps (4 hours)
3) Plants reproduction and propagation: Systems, barriers and genetic control of reproduction. Vegetative propagation, apomixys and amphimixis. Genetic Mechanisms of Sex Determination, flower structures, autogamy and allogamy, monoecious and dioecious plant, cleistogamy, protoginy and proterandry, incompatibility, male sterility (3 hours)
4) Mutations and polyploidy: Point mutations, mobile gene elements, transposons. Chromosomal mutations: deletions, duplications, translocations, inversions. Genomic mutations, euploidy and aneuploidy, haploidy and polyploidy, autopoliploidy and allopoliploidy, natural and induced polyploidization, triploidy (3 hours)
5) Quantitative traits inheritance: Average value and variance. Influence of environmental factors on quantitative traits, effects of the genetic component on the variability of quantitative traits, inheritance of quantitative traits and determination of the number of polygens, additive effect of alleles additivity. Heritability of quantitative traits, genetic gain and response to selection (5 hours)
6) Population genetics: Populations of autogamous species, self-fertilization and progress towards homozygosity, sources of variability. Populations of allogamous species, Hardy-Weinberg's principle and factors of disequilibrium. Populations of apomictic and vegetatively propagated species (4 hours)
7) Plant breeding and varietal constitution: Distinguishability, uniformity and stability of the new varietal constitutions. Breeding strategies in autogamous species: mass selection and selection by pure line, pedigree method, method by gathered population, backcrossing. Breeding strategies in allogamous species: free pollinated populations and recurrent selection, general and specific combining ability, hybrid varieties, heterosis and inbreeding depression, dominance and over-dominance hypotheses, the case of maize, the use of sister lines and of male sterility for hybrid varieties development. Vegetatively propagated species (5 hours)
8) Recombinant DNA technology and GMOs (genetically modified organisms): definitions and technical-scientific aspects; current state of transgenic crops in the world. In vitro tissue culture technology and plant regeneration; recombinant DNA technology. Transformation systems in plants, Agrobacterium tumefaciens mediated gene transfer and biolistic method. Engineered characters in plants, BT maize, Roundup Ready soybean, Golden rice, Plant molecular farming (4 hours)
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
I testi base consigliati per l'insegnamento corso sono:
- LORENZETTI F., CECCARELLI S., ROSELLINI D., VERONESI F. Genetica Agraria (IV edizione), Pàtron Editore
- BARCACCIA G., FALCINELLI M. Genetica e genomica, Volumi I, II e III, Liguori Editore.
- RUSSELL, WOLFE, HERTZ, STARR, McMILLAN. Genetica Agraria, EdiSES
Verrà fornito dal docente il materiale didattico presentato a lezione, inerente gli argomenti trattati a lezione e durante le esercitazioni pratiche. Presentazioni e slide saranno a disposizione degli studenti nella pagina internet dell'insegnamento sulla piattaforma Campusnet. Video delle lezioni con i commenti alle slide presentate a lezione e lo svolgimento di tutti gli esercizi proposti sono disponibili sulla piattaforma Moodle
- LORENZETTI F., CECCARELLI S., ROSELLINI D., VERONESI F. Genetica Agraria (IV edizione), Pàtron Editore
- BARCACCIA G., FALCINELLI M. Genetica e genomica, Volumi I, II e III, Liguori Editore.
- RUSSELL, WOLFE, HERTZ, STARR, McMILLAN. Genetica Agraria, EdiSES
Lesson presentations will be available to students before each lecture at the web page of the course on Campusnet. Video Lessons are available to students on Moodle platform.
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