Corso di Laurea: Biotecnologie per la Qualità e la Sicurezza dell Alimentazione

Transcript

1 Corso di Laurea: Biotecnologie per la Qualità e la Sicurezza dell Alimentazione Corso: Biotecnologie genetiche vegetali (6 CFU) (5 CFU Lezioni + Laboratorio) Docente: Prof. Antonio Blanco antonio.blanco@uniba.it - Tel Obiettivi Formativi Fornire una piena padronanza delle metodologie genetiche e molecolari per l analisi e modificazione dei genomi delle piante coltivate. Competenze acquisibili Il corso si propone di fornire le conoscenze relative alla genetica e alla genomica vegetale, al miglioramento delle piante coltivate e alle biotecnologie genetiche avanzate. Verranno fornite i principi di base di statistica applicata alla selezione, della genetica e struttura delle popolazioni vegetali, le metodologie di miglioramento genetico delle specie autogame, delle specie allogame e delle specie a propagazione vegetativa. Saranno approfondite le biotecnologie genetiche innovative applicate al miglioramento delle produzioni vegetali e trattata l ingegneria genetica per lo sviluppo di: OGM e varietà transgeniche. I principi dell eredità dei caratteri qualitativi e quantitativi e dei metodi statistici di interpretazione dei parametri che caratterizzano le interazioni genotipo-ambiente sono utilizzabili in contesti di conservazione ambientale e propedeutici a successivi approfondimenti delle discipline affini. Programma Argomenti CFU Lezioni Esercitazioni Principi di statistica applicata alla selezione. Elementi di statistica applicata alla costituzione varietale. Selezione per caratteri qualitativi o monogenici. Selezione per caratteri quantitativi o poligenici. Intensità di selezione e risposte alla selezione. Selezione per i caratteri principali delle piante coltivate. Genetica e struttura delle popolazioni vegetali. Struttura genetica delle popolazioni naturali. Dinamica delle popolazioni. Struttura genetica delle popolazioni di specie a propagazione vegetativa. Struttura genetica delle popolazioni di specie prevalentemente autogame. Struttura genetica delle popolazioni di specie prevalentemente allogarne. Legge dell'equilibrio genetico di Hardy-Weinberg. Dimensione effettiva della popolazione in relazione a deriva genetica e inbreeding. Variabilità genetica nelle popolazioni naturali. Selezione per caratteri a variabilità discontinua. Selezione per caratteri quantitativi. Risposte alla selezione. Miglioramento genetico delle specie autogame. Obiettivi del miglioramento. Strategie del miglioramento genetico. Concetto di ideotipo. Struttura genetica delle popolazioni naturali e delle varietà nelle specie prevalentemente autogame. Varietà multilinee. Metodi e schemi di miglioramento genetico nelle specie prevalentemente autogame. Applicazione dei marcatori molecolari nel miglioramento genetico delle specie autogame. Miglioramento genetico delle specie allogame e a propagazione vegetativa. Struttura genetica delle popolazioni naturali e delle varietà

2 nelle specie allogame. Metodi e schemi di miglioramento genetico delle specie allogame. Costituzione varietale nelle allogame. Varietà sintetiche. Varietà ibride. Eterosi. Impiego della maschio-sterilità per la produzione di seme ibrido. Metodi per la costituzione varietale nelle specie a propagazione vegetativa. Registro varietale, selezione conservatrice e produzione sementiera. Varietà migliorate e costitutori. Registri nazionali e iscrizione di una nuova varietà. Caratterizzazione individuale (genotyping) e varietale (DNA fingerprinting). Garanzie sanitarie e genetiche del materiale vivaistico. Rilascio di varietà GM e commerciabilità di prodotti GM. Diritti del costitutore e brevetti nel settore vegetale. Biotecnologie genetiche innovative. Strategie di clonaggio di QTL. Clonaggio posizionale (map-based cloning). Linkage disequilibrium (LD). Geni candidati. Selezione assistita da marcatori (MAS) per caratteri qualitativi e quantitativi nelle piante coltivate. Mutagenesi sperimentale, TILLING ed ecotillling. Trasferimento interspecifico di geni utili. Poliploidia e miglioramento genetico. Ingegneria genetica: OGM e varietà transgeniche. Tecnologia del DNA ricombinante. Vettori di clonaggio. Genoteche gdna e cdna. Identificazione di geni nelle librerie genetiche. Piante geneticamente modificate (PGM): metodi di trasformazione genetica. Miglioramento per la resistenza a insetti. Miglioramento per la resistenza a erbicidi. Miglioramento delle caratteristiche nutrizionali. Produzione di biofarmaci mediante PGM. Valutazione e diffusione delle cultivar transgeniche. I rischi e i benefici delle cultivar transgeniche. Flusso genico e dispersione del transgene. Principali critiche mosse alle PGM. Linee guida per la costituzione di PGM più accettabili dall opinione pubblica. Laboratorio: Trasformazione genetica mediante il metodo biolistico. Identificazione di varianti alleliche naturali del di geni utili mediante ecotilling. Selezione assistita da marcatori molecolari per caratteri quantitativi di piante coltivate , ,0 Totale ore Esame L esame consiste in una prova orale sugli argomenti sviluppati durante le ore di lezioni frontali in aula e le esercitazioni in laboratorio. Materiale di studio Chrispeels MJ, Sadava DE, Biotecnologie, Genetica, Agricoltura sostenibile. Idelson-Gnocchi. Barcaccia G, Falcinelli M, Genetica e genomica. vol.ii. Miglioramento genetico. Liguori Editore. Barcaccia G, Falcinelli M, Genetica e genomica. vol.iii. Genomica e Biotecnologie genetiche. Liguori Editore. Salamini et. al OGM in agricoltura. Le risposte alle domande più frequenti. CSBA Appunti delle lezioni.

3 Materiale bibliografico di approfondimento Accademie nazionale delle Scienze e dei Lincei, Biotecnologie vegetali e colture GM. Assobiotec, Rapporto sulle biotecnologie in Italia. Barilla Center for Food & Nutrition, L agricoltura OGM è sostenibile? Le colture transgeniche di fronte ai problemi dell accesso al cibo, dell ambiente e della salute. Barilla Center for Food & Nutrition, Oltre gli OGM. Le biotecnologie in ambito agroalimentare. Clive J, Stato globale di commercializzati Biotech / GM Crops. No. 43. ISAAA, Ithaca, NY. Griffiths et coll Genetica. Principi di analisi formale. Zanichelli Editore, Bologna Orario di ricevimento Mercoledì 10,30-13,30 Giovedì 10,30-13,30 Venerdì 10,30-13,30 Ausili didattici Gli argomenti del corso saranno trattati con l ausilio di presentazioni in Power Point e lucidi le cui copie sono reperibili c/o la biblioteca del Dipartimento di Scienze del Suolo, della Piante e degli Alimenti, (DI.S.S.P.A), sez. di Genetica e Miglioramento genetico Per gli studenti a tempo parziale: Chrispeels MJ, Sadava DE, Biotecnologie, Genetica, Agricoltura sostenibile. Idelson-Gnocchi. Per gli studenti stranieri: Chrispeels MJ, Sadava DE, Plants, genes, and Crop Biotechnology, Second Edition, Jones and Bartlett Publishers, Inc. Sudbury, MA Russell P.J., Essential igenetics. Pearson Education, Inc by Benjamin Cummings.

4 Insegnamento di: Tracciabilità delle produzioni vegetali e controllo OGM. Docente Prof. Montemurro Cinzia cinzia.montemurro@uniba.it Tel Obiettivi Formativi (per N.O. fare riferimento a quanto indicato nel Reg. did. CdS) Fornire una padronanza delle metodologie sperimentali per l analisi del DNA degli alimenti complessi di origine vegetale su base molecolare. Inoltre saranno affrontate problematiche inerenti la tracciabilità OGM in colture e prodotti di origine vegetale. Programma 2CFU frontali + 1CFU esercitazioni di laboratorio Argomenti Tracciabilità degli alimenti di origine vegetale Tracciabilità e rintracciabilità nelle principali filiere agroalimentari. Prodotti tipici e a marchio (DOP, DOC IGP, IGT) e relativi disciplinari. Legislazione in tema di sicurezza alimentare. Applicazione di metodologie molecolari agli alimenti di origine vegetale. Estrazione del DNA genomico da alimenti trasformati. Utilizzo dei marcatori molecolari su matrici alimentari complesse. Metodologie qualitative e quantitative basate sulla PCR. Analisi delle filiere cerealicole e olivicole. Tracciabilità di organismi geneticamente modificati in sementi, colture agrarie e alimenti derivati Diffusione delle colture geneticamente modificate nel mondo. Stato attuale ed evoluzione della legislazione. Metodologie qualitative e quantitative di rilevamento di OGM. Rilievo e quantificazione di OGM in alimenti. OGM approvati e commercializzati. Campionamento e analisi delle sementi, delle colture e degli alimenti. Esercitazioni Estrazione di DNA genomico da alimenti complessi: farina, semola,, germogli di soia, e cereali in scatola. Analisi di matrici alimentari di soia e mais per rilevazione di potenziali OGM. Tecniche di PCR qualitativa e quantitativa e applicazione dei marcatori molecolari SSR. Lezioni Esercitazioni CFU (1CFU= 8 ore F - 14 ore E/L) per N.O. Esame Modalità di svolgimento (per N.O. fare riferimento a quanto indicato nel Reg. did. CdS) Colloquio orale con domande inerenti le lezioni frontali e le esercitazioni di laboratorio Materiale di studio

5 Chrispeels MJ, Sadava DE, Biotecnologie, Genetica, Agricoltura sostenibile. Idelson-Gnocchi. Barcaccia G, Falcinelli M, Genetica e genomica. vol.iii. Genomica e Biotecnologie genetiche. Liguori Editore. Appunti delle lezioni Materiale bibliografico di approfondimento Lavori scientifici pubblicati in inglese su riviste internazionali Orario di ricevimento Orario di ricevimento:lun, MAR, MER, ( ) Presso: DISSPA, sez. Genetica e miglioramento genetico. Ausili didattici Gli argomenti del corso saranno trattati con l ausilio di presentazioni in Power Point che saranno distribuite agli studenti del corso.