Agricoltura, Biotecnologie, OGM. nuovi approcci agro-alimentari. Diminuire l impatto. origine animale e vegetale. Risolvere i problemi della fame nei
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- Riccardo Martini
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1 Lavoro di gruppo Settore di Agraria Agricoltura, Biotecnologie, OGM nuovi approcci agro-alimentari A cura degli Allievi: Giovanni Benelli, Vittoria Giannini, Giulia Giunti, Lorenzo Rossi Volterra, Luglio 2010 Obiettivi attuali dell Agricoltura Diminuire l impatto ambientale delle pratiche agricole Aumentare la qualità dei prodotti di origine animale e vegetale Risolvere i problemi della fame nei paesi in via di sviluppo
2 L approccio biotecnologico Vincente per tutte e tre le problematiche: - Mais bt (OGM) minori trattamenti antiparassitari -Pomodoro nero aumento del contenuto antiossidante - Golden rice aumento delle proteine Il caso del Mais Bt Vittoria Giannini
3 Il caso del Mais Bt /1 Piante GM difesa dalla Piralide (Ostrinia nubilalis - European Corn Borer, ECB) La piralide causa gravi danni alle coltivazioni di mais La piralide si èrapidamente diffusa sul territorio americano Il caso del Mais Bt /2 Piante GM: tecnologia Bt La piralide causa gravi danni alle coltivazioni di mais Il Bacillus thuringiensisproduce una protossina tossica per la piralide ad altre larve
4 Il caso del Mais Bt/3 Piante GM: tecnologia Bt Preparati a base di Bacillus thuringiensis sono impiegati in agricoltura biologica per la difesa delle colture: è un biopesticida. Mais Bt E però costoso, instabile agli UV, e sono necessari trattamenti ripetuti Il caso del Mais Bt/4 Piante GM: tecnologia Bt + = = + Gene Bt Il mais Bt esprime una proteina che codifica per il gene responsabile della formazione della tossina; risulta quindi letale per le larve che se ne dovessero cibare!
5 Il caso del Mais Bt /5 Il caso del Mais Bt /6 La piralide causa gravi danni alle coltivazioni di mais Mais Bt Mais comune
6 Mais Bt : Il caso del Mais Bt /7 Esprime la proteina Cry1ab Tossica specificamente su larve di lepidottero Non tossica su mammiferi o volatili fino a 10 μg/g peso uomo di 70 kg tollera senza effetti oltre 700 mg di proteina (1 etto di farina = 0.32 mg proteina Bt) L esempio del Riso Bt Uso pesticidi: 21 kg/ha CONVENZIONALE BIOTEC 2 kg/ha Esposizione a Pesticidi 9,1 gg/ha 0,6 gg/ha Produzione: 6,1 t/ha 6,4 t/ha
7 Il caso dei composti antiossidanti Lorenzo Rossi Gli antiossidanti Sono fitochimiciprodotti dalle piante che svolgono un ruolo importante nella protezione delle biomolecole dall ossidazione.
8 Contenuto in antiossidanti Tecniche colturali Ambiente Genotipo Raccolta e conservazione I fattori ambientali Capacità Antiossidante Totale. (mmol Fe 2+ /100g PF) /7 c 12/7 e cd e 19/7 e e d 26/7 bc bc b a a Luce Penombra Ombra Epoca di raccolta (Massai et al., 2008)
9 Il ruolo della Biodiversità 1.4 a a Capacità Antiossidante Totale. (mmol Fe 2+ /100 g PF) Springcrest Spring Lady c c c c cd cd d b b Glohaven Royal Glory Redhaven Armking Crimsongold Springred Romea Federica Maria Bianca (Massai et al., 2008) Antiossidanti nella frutta (Boyer e Liu, 2004)
10 Gli Antociani Studiati per l abilitànel combattere le malattie cardiovascolari ed il cancro, potenti antinfiammatori che rallentano l invecchiamento. Mirtilli, prugne secche, uva passa, melanzana, susine, uva rossa, ribes nero L Approccio biotecnologico Giulia Giunti
11 L Approccio biotecnologico Clonaggiodi geni coinvolti nella biosintesi degli antociani Trasferimento di geni fra due piante non sessualmente compatibili: da Arabidopsis a pomodoro Scopo dell esperimento Wild type Transgenico
12 Come si crea un OGM Scelta ed amplificazione del gene di interesse Trasferimento del gene nel vettore batterico Infezione della pianta target Rigenerazione e screening Caratterizzazione del transgenico DNA & Co.
13 Amplificazione del gene: PCR
14
15
16 2 25 =33,554,432 copie target DNA
17 Elettroforesi Gruppo PO 4 - DNA fluorescente ai raggi UV
18 Agrobacterium tumefaciens: vettore biologico Clonaggio del gene
19 Infezione e rigenerazione delle piante Alcune considerazioni conclusive Giovanni Benelli
20 Adesso tocca a voi!
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PARTE I. ASPETTI BIOLOGICI E GENETICI
INDICE Premessa Introduzione Origine, storia ed evoluzione delle biotecnologie Definizione ed applicazione delle biotecnologie - Le biotecnologie tradizionali - Le biotecnologie innovative - Le biotecnologie
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