Programma (1 CFU di Lezioni = 8 ore; 1 CFU di Esercitazioni = 14 ore) Numero di ore

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1 Corso di Laurea: Scienze e Tecnologie Agrarie Corso: Comune Modulo: Genetica Agraria (6 CFU) (4 CFU Lezioni + CFU Esercitazioni) Docente Prof. Luigi Ricciardi ricciard@agr.uniba.it - Tel Obiettivi Formativi I contenuti fondamentali dell insegnamento riguardano l apprendimento dei principi dell eredità dei caratteri, la cui applicazione consente l approfondimento delle conoscenze sul controllo genetico e l espressione genica di caratteri d interesse nelle specie vegetali e animali. Nell insegnamento sono anche trattate le nozioni fondamentali della genetica quantitativa e di popolazione. Competenze acquisibili Il raggiungimento degli obiettivi formativi previsti è da considerarsi propedeutico per l applicazione dei principi della selezione e delle metodologie del miglioramento quanti-qualitativo delle produzioni agrarie condotto mediante interventi genetici, utile per operare nel settore sementiero e vivaistico. Programma (1 CFU di Lezioni = 8 ore; 1 CFU di Esercitazioni = 14 ore) Argomenti N. CFU Lezioni Numero di ore Esercitazioni Eredita e variabilita. Genotipo e fenotipo. Il DNA, i geni, l organismo e l ambiente. Variabilità genetica e ambientale. I principali fattori di variazione genetica. Riproduzione e trasmissione dei caratteri. Organizzazione e trasmissione del materiale ereditario (i cromosomi, il cariotipo, richiami su mitosi, meiosi, cicli vitali). L importanza dell incrocio intra ed interspecifico nella genetica e nell agricoltura. 0.4 Eredita mendeliana. Gli esperimenti e i principi di Mendel. Autofecondazione e reincrocio. Riduzione dell eterozigosi e implicazioni per il breeding. Analisi statistica della segregazione genica: il test del χ. La teoria cromosomica dell ereditarietà. Caratteri associati al sesso. Allelismo multiplo e incompatibilità in specie vegetali. Interazioni intra ed interalleliche. L ambiente e l espressione genica. Cenni sulla genetica non mendeliana: l eredità extranucleare..0

2 Associazione e mappatura dei geni eucariotici. Associazione dei geni. Crossing over e ricombinazione genica. Mappatura dei geni mediante test a due e a tre punti. Mappe genetiche. Struttura e funzione del materiale genico. DNA e RNA. Organizzazione del DNA nei cromosomi. Replicazione del DNA. Relazioni geni-caratteri. Funzioni degli enzimi e rapporti genetici. La teoria classica del gene. Trascrizione e traduzione del messaggio genetico. Il processo di trascrizione: l espressione del gene. Le molecole di RNA e la loro maturazione. Allungamento e terminazione di una catena di RNA. Natura del codice genetico. Traduzione del messaggio genetico. DNA ricombinante e agricoltura. Enzimi di restrizione. Vettori di clonaggio e clonaggio del DNA. Costruzione di genoteche. Identificazione di cloni specifici. Reazioni a catena della polimerasi (PCR). Identificazione del polimorfismo del DNA e applicazioni. Trasformazione: metodi di trasferimento genico nelle piante. Le mutazioni genetiche. Tipi e origine delle mutazioni. Mutazioni geniche. Mutazioni cromosomiche. Auto e allopoliploidia. La genetica di popolazione. Variabilità nelle popolazioni naturali di specie vegetali prevalentemente autogame, allogame ed animali. Popolazione mendeliana in equilibrio. La legge di Hardy e Weinberg. Controllo dell'equilibrio in popolazioni mendeliane. Cenni sui fattori di disturbo all'equilibrio H. e W., sulla depressione da inbreeding e sull eterosi. La genetica quantitativa. Caratteri qualitativi e quantitativi. Basi genetiche della variabilità continua. Scopi dell'analisi della variabilità continua. Il concetto di ereditabilità La genetica applicata. La genetica per il miglioramento delle piante e degli animali. Concetto genetico di varietà. Principali costituzioni varietali delle specie vegetali prevalentemente autogame ed allogame Totale Esame L esame consiste in una prova orale sugli argomenti trattati sia nelle ore di lezione che durante le esercitazioni compiute in laboratorio e/o serre. Generalmente, all inizio della prova orale è richiesta al discente la risoluzione di un esercizio di genetica mendeliana.

3 Materiale di studio Testi consigliati RUSSELL P.J., 004. igenetica Fondamenti. EdiSES, Napoli. RUSSELL P.J., Fondamenti di genetica. EdiSES, Napoli. BARCACCIA G., FALCINELLI M., 005. Genetica e genomica. Vol. I: Genetica generale. Liguori Editore, Napoli. LORENZETTI F., S. CECCARELLI, F. VERONESI, Genetica agraria. Patron Editore, Bologna. GRIFFITH A.J.F., W.M.GELBART, J.H. MILLER, R.C. LEWONTIN, 000. Genetica moderna. Zanichelli, Bologna. Appunti delle lezioni. Esercizi svolti e lucidi disponibili nella biblioteca del DIBCA Orario di ricevimento Lunedì, martedì e mercoledì, dalle ore.30 alle Ausili didattici Gli argomenti del corso saranno trattati con l ausilio di presentazioni in Power Point, lavagna, lucidi e lavagna luminosa, laboratori e materiali di biologia molecolare, materiali biologici in vitro ed in vivo. Per gli studenti a tempo parziale si consiglia l adozione del seguente testo: RUSSELL P.J., 004. igenetica Fondamenti. EdiSES, Napoli. Per gli studenti stranieri (LLP-Erasmus, Tempus, ecc.) si consiglia l adozione del seguente testo: RUSSELL P.J., 004. igenetica Fondamenti. EdiSES, Napoli.

4 Bachelor Programme: Agricultural Science and Technology Course: Agricultural Genetics (6 ECTS = 4 ECTS Lectures + ECTS Lab & field cl.) Professor Prof. Luigi Ricciardi ricciard@agr.uniba.it - Tel Educational Goals The main scope of the course is understanding the principles of heredity of characters, since the principles application is a prerequisite for the comprehension of the genetic control and expression of traits of interest in plant and animal species. Preliminary elements of population and quantitative genetics will also be described. Acquirable skills The achievement of the educational goals gives the basics for applying selection principles and plant breeding methodologies used for the improvement of quality and quantity of crop production. This knowledge is applicable in the context of seed and nursery sector. 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. Heredity and variability. Genotype and phenotype. DNA, genes, organism and environment. Causes of genetic variation. Reproduction and transmission of characters (chromosomes, cariotype, genetic aspects of mitosis and meiosis, life cycles). The role of inter- and intra-species crosses in genetics and agriculture. 0.4 Mendelian inheritance. Mendel s experiments and principles. Selfing and backcrossing. Heterozygosity reduction and consequences for breeding. Statistical analyses of gene segregation: the χ test. Chromosome theory of heredity. Sex linked characters. Multiple alleles and plant incompatibility. Interactions between alleles and between genes. Environment and gene expression. Elements of non-mendelian inheritance: extranuclear inheritance..0

5 Genetic linkage and mapping in eukaryotes. Gene linkage. Crossing over and recombination. Testing for linkage among two or three genes. Genetic maps. Structure and function of genes. DNA and RNA. Chromosome organisation. DNA replication. Gene-trait relationships. Classic theory of gene function. Transcription and translation of genetic information The process of transcription and gene expression. RNA molecules and processing. Elongation and termination of RNA transcripts. The characteristics of the genetic code. Translation of genetic information. Recombinant DNA and agriculture. Restriction enzymes. Cloning vectors and DNA cloning. Gene libraries. Clone identification. Polymerase Chain Reaction (PCR). Identification of DNA polymorphism and applications. Genetic transformation and approaches to gene transfer. Gene mutations. Types and origins of mutations. Gene mutations, chromosome mutations, genome mutations. Auto- and allo-polyploidy. Genetics of population. Natural variation in autogamous and allogamous plant species and in animals. Hardy- Weinberg equilibrium. Elements of: changes from Hardy- Weinberg equilibrium, inbreeding depression, heterosis. Quantitative genetics. Qualitative vs quantitative traits. Genetic causes of continuous variation. The rationale for the analysis of continuous variation. The concept of heritability Applications of genetics. Genetics and plant and animal breeding. The concept of cultivated variety. Categories of cultivar types in autogamous and allogamous crops Total Exam The exam consists of an oral test with questions related to the programme, discussion sessions, exercises. The professor might ask to solve in written form a genetic quiz on Mendelian inheritance prior to the oral exam.

6 Support materials Recommended books: RUSSELL P.J., 004. igenetica Fondamenti. EdiSES, Napoli. RUSSELL P.J., Fondamenti di genetica. EdiSES, Napoli. BARCACCIA G., FALCINELLI M., 005. Genetica e genomica. Vol. I: Genetica generale. Liguori Editore, Napoli. LORENZETTI F., S. CECCARELLI, F. VERONESI, Genetica agraria. Patron Editore, Bologna. GRIFFITH A.J.F., W.M.GELBART, J.H. MILLER, R.C. LEWONTIN, 000. Genetica moderna. Zanichelli, Bologna. Notes of the lectures distributed during the course. Solved exercises and overheads available in the DiBCA library Visiting hours Monday, Tuesday and Wednesday, from.30 to Teaching procedures Lectures will be presented through PC assisted tools (Powerpoint, Adobe Acrobat, etc.), slide projector, overheads. Various materials might be shown to elucidate theoretical aspects ( in vitro and in vivo specimens, tools, etc.) Part-time students should adopt: RUSSELL P.J., 004. igenetica Fondamenti. EdiSES, Napoli. Foreign students (LLP-Erasmus, Tempus, ecc.) can adopt the English version of: RUSSELL P.J., 003. Essential igenetics. Pearson Education, Inc by Benjamin Cummings.