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1 Corso di Laurea: Scienze e tecnologie alimentari Corso Integrato: Biotecnologie per la qualità degli alimenti Modulo: Metodologie geneticomolecolari (6 CFU) (4 CFU Lezioni + 2 CFU Esercitazioni) Docente Prof. Agata Gadaleta Tel Obiettivi Formativi I contenuti dell insegnamento riguardano lo studio delle principali metodologie genetiche e molecolari da applicare per il controllo della qualità e sicurezza di prodotti alimentari derivati. Durante il corso saranno affrontate problematiche inerenti le tecniche relative all identificazione e certificazione varietale delle materie prime e dei prodotti alimentari derivati. Inoltre saranno descritte le metodologie di trasformazione genetica finalizzate all apprendimento di tecniche di rilevamento qualitativo e quantitativo di OGM. Competenze acquisibili Al termine del corso lo studente avrà acquisito competenze nella gestione e controllo delle operazioni nella filiera produttiva con metodologie basate principalmente sulla tracciabilità genetica. Programma (1 CFU di Lezioni = 8 ore; 1 CFU di Esercitazioni = 14 ore) Argomenti Genomica vegetale. Organizzazione e struttura del genoma nelle piante. Sequenze uniche e sequenze ripetute. Famiglie multigeniche. Elementi trasponibili. Mappe genetiche. Mappe fisiche. L assegnazione di loci a specifici cromosomi. Localizzazione di geni e marcatori molecolari su mappe genetiche. Mappe cromosomiche ad alta risoluzione. Ibridazione in situ. Mappatura fisica dei genomi. Relazioni tra distanze genetiche e distanze fisiche. Analisi comparative dei genomi delle piante. Uso delle mappe genetiche nell analisi di caratteri mendeliani e caratteri quantitativi. Strategie per individuare QTL. Caratterizzazione di QTL. Mappatura fine di QTL. N. CFU 1,3 Numero di ore Lezioni Esercitazioni 10 I marcatori nell analisi del genoma. Marcatori biochimici. Marcatori molecolari. Marcatori molecolari basati su tecniche di restrizione ed ibridazione. Marcatori molecolari basati su tecniche di amplificazione (PCR derivati).marcatori SSR. Marcatori AFLP. Marcatori SNP. 1,1 4 9 Tracciabilità degli alimenti di origine vegetale Tracciabilità e rintracciabilità nelle principali filiere agroalimentari. Prodotti tipici e a marchio (DOP, DOC, IGP, IGT). Applicazione di metodologie biochimiche e molecolari agli alimenti. Estrazione del DNA genomico da alimenti. Metodologie qualitative e quantitative basate sulla PCR. 0,9 4 6

2 Tecnologie avanzate di genetica molecolare e bioinformatica. Metodi di sequenziamento: metodo Sanger, pirosequenziamento, Illumina, Solid. Sequenziamento delle specie vegetali. La bioinformatica come strumento di tracciabilità Integrazione ed espressione di geni esogeni in piante transgeniche. Sviluppo dell ingegneria genetica nelle piante coltivate. Metodologie di trasformazione genetica. Metodi basati sull Agrobacterium e trasformazione genetica diretta. Vettori di trasformazione. I componenti principali dei geni vegetali. Promotori. Terminatori. Geni marcatori selezionabili. Geni reporter. RNA antisenso. La produzione di OGM senza marcatori. 1,3 6,0 8,0 Uso delle tecniche molecolari per il controllo analitico delle sementi, colture agrarie e alimenti derivati. Metodologie qualitative e quantitative di rilevamento di OGM. Rilievo e quantificazione di OGM in alimenti. Problematiche analiticometodologiche nell analisi degli OGM. GMO approvati e commercializzati. Campionamento e analisi delle sementi e alimenti derivati. Campionamento e analisi delle colture. Gestione delle colture e dei campi. Espressione dei risultati e certificati di analisi Legislazione in materia di organismi geneticamente modificati. Impatto delle biotecnologie sull ambiente e sulla salute umana. La normativa sugli alimenti geneticamente modificati. Inquadramento del problema nel contesto agricolo, sementiero, alimentare. 0,3 2 Totale Esame L esame consiste in una prova orale sugli argomenti sviluppati durante le ore di lezione teorica e teoricopratica in aula e in laboratorio. Materiale di studio BIOTECNOLOGIE E GENOMICA DELLE PIANTE IdelsonGnocchi. Appunti delle lezioni. Materiale bibliografico di approfondimento ROGGI C., G.TURCONI, 2007 Igiene degli alimenti e nutrizione umana. La sicurezza alimentare. Orario di ricevimento Lunedì 10,30 13,30 Martedì 10,30 13,30 Giovedì 10,30 13,30 Ausili didattici

3 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 Biologia e chimica agroforestale ed ambientale (DI.B.C.A.), Sez. di Genetica e miglioramento genetico Per gli studenti a tempo parziale: BIOTECNOLOGIE E GENOMICA DELLE PIANTE IdelsonGnocchi Per gli studenti stranieri: DAWEN SUN, Modern techniques for food authentication. Elsevier

4 Bachelor: Food science and technology Integrated Course: Quality food biotechnology Module: Genetic and molecular methodologies (6 CFU) (4 CFU Lectures + 2 CFU Laboratory or field classes) Professor Agata Gadaleta Tel Educational Goals The contents of the course concern the study of main genetic and molecular methods to apply for food traceability and security. During the course will be described procedures regarding the variety identification in first matter and in derived products. Furthermore, will be studied protocols of genetic transformation aimed to perform qualiquantitative analyses of GMO in food. Acquirable skills At the end of the course the student will acquire knowledge in the food management and control by procedures principally based on traceability. Programme (1 ECTS of Lecture = 8 hours; 1 ECTS of Laboratory and field classes = 14 hours) Topic/Subject N. ECTS Lecture Number of hours Lab & field cl. Genomics. Genome structure in plants, Segregation and linkage of genes. Recombination. Linkage maps. Chromosome mapping. Hybridization in situ. Organization of the genome. Simple sequences and simple sequence repeats. Multigenic families Comparative genomics Localization of genes and molecular markers. Quantitative trait Loci QTL, analysis, QTL identification. Markers in genome analysis. Biochemical markers. Molecular markers. RFLP, SSR, AFLP, SNP markers. Chromosome in situ hybridization. Genome in situ hybridisation to identify alien genes. Food traceability. Traceability of food steps production. Rules for food security. Application of biochemical and molecular procedures in food traceability. Traceability of DOP, DOC, IGP, IGT food. Qualitative and quantitative PCR Advanced molecular analysis and bioinformatics Sequencing methods: Sanger, Illumina, Solid. Use of bioinformatics tools in traceability analysis

5 Genetic transformation and gene expression in plants. Application of recombinant DNA methodologies. Agrobacterium method. Direct genetic transformation. Vectors. Main components of plant genes. Promoters. Selectable markers. Gene reporter. Antisense RNA. Production of GMO selectable markers free Molecular techniques for analytical control of seeds, plants, and derived products. PCR, Real Time PCR and microarray in GMO evaluation. Protocols for GMO quantification. Approved GMO in Europe, GMO samples analysis and results description Regulation of GMO. GMO, environment and human health. Rules for GMO Total Exam The exam consists of an oral test with questions related to the lectures and exercises. Support materials BIOTECNOLOGIE E GENOMICA DELLE PIANTE IdelsonGnocchi. Notes of the lectures distributed during the course. Additional readings ROGGI C., G.TURCONI, 2007 Igiene degli alimenti e nutrizione umana. La sicurezza alimentare. Visiting hours Monday Tuesday Thursday Teaching procedures Lectures will be presented through Powerpoint and overhead. Various materials might be shown to elucidate theoretical aspects ( in vitro and in vivo specimens, tools, etc.) For parttime students BIOTECNOLOGIE E GENOMICA DELLE PIANTE IdelsonGnocchi For foreign students DAWEN SUN, Modern techniques for food authentication. Elsevier, Amsterdam

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