- Oggetto:
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Genetica Agraria
- Oggetto:
Plant Genetics
- Oggetto:
Anno accademico 2021/2022
- Codice dell'attività didattica
- FAR0244A
- Docente
- Dott. Cinzia Comino (Titolare del corso)
- Insegnamento integrato
- Colture Officinali (Tecniche Erboristiche) (FAR0244B)
- Corso di studi
- [003701] TECNICHE ERBORISTICHE
- Anno
- 1° anno
- Periodo didattico
- Secondo semestre
- 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 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 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
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Acquisizione di conoscenze sulle modalità di trasmissione dei caratteri ereditari, sulle tecniche di propagazione nelle produzioni agrarie, nonché sulla conservazione della variabilità genetica.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE Acquisizione della capacità di applicare le conoscenze teoriche al fine di (i) valutare la qualità, sia genetica che agronomica, del materiale propagativo in analisi; (ii) valutare criticamente le diverse opzioni nel campo della scelta del materiale propagativo utilizzabile in campo agroambientale.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO Acquisizione di capacità di valutare criticamente e in modo autonomo le potenzialità, i rischi e i benefici delle manipolazioni genetiche sulle specie vegetali di interesse agrario. Perfezionamento della facoltà di valutare criticamente quanto appreso, distinguendo dati oggettivi da valutazioni soggettive.
ABILITÀ COMUNICATIVE Acquisizione di competenze e strumenti per la comunicazione nella forma orale e scritta, utilizzando la terminologia appropriata nel campo della genetica e miglioramento genetico delle piante.
KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING: Acquisition of knowledge on the methods of transmission of hereditary characters, on propagation techniques in agriculture production, as well as on the conservation and sustainable use of plant genetic resources.
APPLYING KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING Acquisition of the ability to apply theoretical knowledge in order to (i) evaluate the quality, both genetic and agronomic, of the propagative material under analysis; (ii) critically evaluate the different options in in choosing propagative material that can be used in the agri-environmental field.
AUTONOMY OF JUDGMENT Acquisition of the ability to critically and independently evaluate the potential, risks and benefits of genetic manipulation on plant species of agricultural interest. Improvement of skill to critically evaluate the acquired knowledge, distinguishing objective data from personal evaluations.
COMMUNICATION SKILLS Acquisition of skills and tools for communication in the oral and written form, using the appropriate terminology in the field of genetics and plant breeding.
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
Corso di 35 ore frontali
Anno accademico 21/22: le lezioni saranno svolte in presenza. Sarà possibile seguire la lezione tramite piattaforma WebEx al seguente indirizzo:
https://unito.webex.com/meet/cinzia.comino
The course consists of 35 hours of lectures/practical exercises.
Academic Year 21/22: lectures are carried out in presence. Lectures are also streamed via the Webex platform, according to the lecture timetable, at the following address:
https://unito.webex.com/meet/cinzia.comino
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'apprendimento sarà verificato attraverso la periodica discussione con gli studenti e le studentesse 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:
A) IN PRESENZA nell'aula informatica di Savigliano, scritto, sulla piattaforma Moodle, e sarà 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
B) A DISTANZA per gli studenti e studentesse che si trovano in una delle seguenti condizioni:
a) fragilità (*);
b) residenza o domicilio fuori regione;
c) assenza temporanea dal territorio regionale per esigenze documentabili.
(*) Hanno condizioni di "fragilità", così come definito dal Decreto-legge 17 marzo 2020, n. 18 (GU n. 70 del 17.03.2020), convertito in Legge 24 aprile 2020 n. 27 (GU n.110 del 29-04-2020 - SO n. 1): soggetti in possesso del riconoscimento di disabilità con connotazione di gravità ai sensi dell’articolo 3, comma 3, della legge 5 febbraio 1992, n. 104, nonché per coloro in possesso di certificazione rilasciata dai competenti organi medico-legali, attestante una condizione di rischio derivante da immunodepressione o da esiti da patologie oncologiche o dallo svolgimento di relative terapie salvavita, ai sensi dell’articolo 3, comma 1, della medesima legge n. 104 del 1992.
L'esame a distanza sarà scritto, su piattaforma moodle secondo quanto già descritto per la modalità in presenza. Lo scritto sarà poi seguito da un ORALE OBBLIGATORIO. Gli orari delle prove a distanza saranno da concordarsi in base al numero di turni che sarà necessario fare in presenza.
Gli studenti e le studentesse dovranno indicare nel campo “Note” la modalità di esame (a distanza o in presenza).
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 (4 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 (4 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:
- Libro
- Titolo:
- Genetica agraria
- Anno pubblicazione:
- 2011
- Editore:
- Patron
- Autore:
- Franco Lorenzetti, Salvatore Ceccarelli, Daniele Rosellini
- Obbligatorio:
- No
- Oggetto:
- Libro
- Titolo:
- Genetica e genomica
- Anno pubblicazione:
- 2005
- Editore:
- Liguori
- Autore:
- Gianni Barcaccia, Mario Falcinelli
- Obbligatorio:
- No
- Oggetto:
- Libro
- Titolo:
- Genetica agraria
- Anno pubblicazione:
- 2016
- Editore:
- Edises
- Autore:
- P.J. Russell - S.L. Wolfe - P.E. Hertz - C. Starr - B. McMillan
- Obbligatorio:
- No
- Oggetto:
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 disponibili sulla piattaforma Moodle
Lesson presentations will be available to students before each lecture on Moodle platform.
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