EcoFisiologia Vegetale

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1 EcoFisiologia Vegetale Prof. Piero Picciarelli Lab. Fisiologia Vegetale, via Mariscoglio, (diretto)

2 Programma del corso Introduzione Fisiologia, ecofisiologia vegetale e produzione agricola Alcuni aspetti funzionali della cellula vegetale

3 2. La luce come sorgente di energia (fotosintesi) La radiazione solare; pigmenti fotosintetici e assorbimento della luce, eccitazione a bassa e alta irradianza, la resa quantica; organizzazione dell apparato fotosintetico (PSI e PSII) e ambiente; trasporto elettronico non-ciclico, ciclico e clororespirazione; pmf e fotofosforilazione; ph del lumen e il non-photochemical quenching (NPD). Regolazione del ciclo C3, funzione della fotorespirazione; metabolismi C4 e CAM e loro significato adattativo. I prodotti della fotosintesi (amido, saccarosio e fruttani); le diverse vie fotosintetiche: il rapporto isotopico del carbonio; efficienza della conversione fotosintetica dell energia solare in energia chimica;

4 2b. Ecofisiologia della fotosintesi (Dr Andrea Scartazza Ist. di Biol. Agroambientale e Forestale CNR di Porano-TN) Acclimatamento e adattamento fogliare alla luce; Risposte della fotosintesi alla luce: le curve luce-risposta, dissipazione dell eccesso di energia luminosa, fotoinibizione (dinamica e cronica); Risposte della fotosintesi alla CO 2 : la diffusione della CO 2 dall atmosfera al cloroplasto, il punto di compensazione della CO 2, efficienza di carbossilazione; fotosintesi e incremento della CO 2 nell atmosfera; Risposte della fotosintesi alla temperatura; Risposte della fotosintesi alla carenza idrica: limitazioni stomatiche e non stomatiche, efficienza d uso idrico; Considerazioni ecofisiologiche a livello di ecosistema e tecniche di misura della produttività primaria.

5 3. Fisiologia della respirazione Considerazioni generali sulla respirazione Regolazione del flusso glicolitico e del TCA. Funzione adattativa del processo fermentativo. Catena respiratoria e funzione dell ossidasi alternativa nelle piante Ruolo dei microcorpi durante la germinazione Respirazione nella pianta intera

6 4. Le relazioni idriche delle piante Le proprietà dell acqua; potenziale chimico e potenziale idrico; i componenti del potenziale idrico: potenziale di soluto, di pressione, di matrice e gravitazionale Relazioni idriche a livello cellulare; il diagramma di Höfler; strumenti per la misura del H2 O, S e P. Trasporto dell acqua nel continuum suolo-pianta-atmosfera: diffusione, flusso di massa e osmosi; trasporto xilematico e cavitazione, pressione radicale e guttazione; traspirazione stomatica; trasporto floematico; trasporto dell acqua nel continuum atmosfera-pianta-suolo? Stress idrico e piante isoidriche e anisoidriche Potometro

7 5. La nutrizione minerale delle piante La nutrizione minerale delle piante Trasporto passivo e attivo dei soluti; il potenziale di Nernst (En); relazione tra En e Em (potenziale elettrico transmembrana); proteine di trasporto dei soluti: canali, carriers e pompe; assorbimento e trasporto dei nutrienti dal suolo allo xilema della radice; strategie per aumentare la capacità di assorbimento delle radici (nutrienti e acqua). Assimilazione dell azoto e dello zolfo; acquisizione del fosforo e del ferro; strategie delle piante per aumentare la solubilità del P e Fe nel suolo.

8 6. La luce come sorgente di informazioni (fotomorfogenesi) I pigmenti fotosensori: fitocromo, crittocromo e recettori degli UV-B; le due forme di fitocromo: Pr e Pfr. Risposte della pianta mediate dal fitocromo; ruolo del fitocromo in piante cresciute nell ambiente naturale.

9 7. Ormoni Il sistema di regolazione ormonale delle piante Strutture chimiche, biosintesi e metabolismo dei fitormoni: auxine, gibberelline, citochinine, acido abscissico, etilene, (brassinosteroidi, acido jasmonico, acido salicilico e strigolattoni). Principali effetti fisiologici degli ormoni Principali usi agrari dei fitoregolatori Grano WT Over-GA2ox

10 Esercitazioni 1. Impiego dello spettrofotometro nella determinazione quantitativa di sostanze in soluzioni diluite. Analisi spettrofotometrica della riboflavina (B2). 2. Fotosintesi. Estrazione e separazione dei pigmenti fotosintetici: cromatografia su strato sottile (TLC) e determinazione spettrofotometrica della clorofilla a, b e totale;il miracolo di S.Ranieri.

11 3. Relazioni idriche. Misura del potenziale idrico nei tessuti vegetali: a) metodo del cambiamento di volume del tessuto; b) camera o bomba di pressione; c) plasmolisi e deplasmolisi 4. Aspetti Ecofisiologici della Fotosintesi: studio delle risposte della fotosintesi al variare della quantità di luce, della concentrazione di CO 2 e della disponibilità idrica

12 5. Nutrizione minerale. Determinazione dell attività della nitrato reduttasi. 6. Ormoni I. Analisi quantitativa di un ormone: estrazione materiale vegetale, purificazione e saggio biologico

13 (2013) 4 a edizione ridotta Materiale didattico (2012) 4 a edizione PICCIN Sig. Paolo Zinone Prezzo 78 euro 20 % sconto Materiale didattico fornito dal docente: diapositive del corso e schede esercitazioni

14 Esami Propedeutici

15 AA 2014/2015 LAUREA DI I LIV.: SCIENZE AGRARIE, VITICOLTURA ED ENOLOGIA (*) ANNO DI CORSO 2 SEMESTRE 2 (*) CORSO A SCELTA LIBERA LUNEDI MARTEDI MERCOLEDI GIOVEDI VENERDI PRINCIPI DI ORTICOLTURA E FLORICOLTURA (*) (10) PARDOSSI 9(9.15)-10 ECOFISIOLOGIA VEGETALE (6) PICCIARELLI PRINCIPI DI ORTICOLTURA E FLORICOLTURA (*) (10) PARDOSSI MICROBIOLOGIA AGRARIA (3) GIOVANNETTI MICROBIOLOGIA AGRARIA (3) GIOVANNETTI ECOFISIOLOGIA VEGETALE (6) PICCIARELLI PRINCIPI DI ORTICOLTURA E FLORICOLTURA (*) (10) PARDOSSI MICROBIOLOGIA AGRARIA (3) GIOVANNETTI MICROBIOLOGIA AGRARIA (3) GIOVANNETTI AGRONOMIA GENERALE ED AGROCLIMATOLOGIA (2) MASONI AGRONOMIA GENERALE ED AGROCLIMATOLOGIA (10) MASONI MICROBIOLOGIA AGRARIA (3) GIOVANNETTI MICROBIOLOGIA AGRARIA (3) GIOVANNETTI AGRONOMIA GENERALE ED AGROCLIMATOLOGIA (2) MASONI AGRONOMIA GENERALE ED AGROCLIMATOLOGIA (10) MASONI MICROBIOLOGIA AGRARIA (3) GIOVANNETTI MICROBIOLOGIA AGRARIA (3) GIOVANNETTI PRINCIPI DI ORTICOLTURA E FLORICOLTURA (*) (10) PARDOSSI ECOFISIOLOGIA VEGETALE (5) PICCIARELLI AGRONOMIA GENERALE ED AGROCLIMATOLOGIA (2) MASONI ECOFISIOLOGIA VEGETALE (10/LAB. CHIMICA) PICCIARELLI PRINCIPI DI ORTICOLTURA E FLORICOLTURA (*) (10) PARDOSSI PRINCIPI DI ORTICOLTURA E FLORICOLTURA (*) (10) PARDOSSI ECOFISIOLOGIA VEGETALE (5) PICCIARELLI AGRONOMIA GENERALE ED AGROCLIMATOLOGIA (2) MASONI AGRONOMIA GENERALE ED AGROCLIMATOLOGIA (2) MASONI ECOFISIOLOGIA VEGETALE (10/LAB. CHIMICA) PICCIARELLI ECOFISIOLOGIA VEGETALE (LAB. CHIMICA) PICCIARELLI Esercitazioni ECOFISIOLOGIA VEGETALE (LAB. CHIMICA) PICCIARELLI

16 Modalità d esame Esame scritto finale oppure esame orale Commissione d esame Prof. Piero Picciarelli Dr. Lorenzo Guglielminetti Drssa Laura Pistelli Collaboratori alla didattica Dr Andrea Scartazza Dr. Maurizio Curadi Dr. Lorenzo Mariotti

17 Una vignetta di Pietro Vanessi

18 Ricerca bibliografica Web of science (WOS)

19 Ecofisiologia vegetale password e-learning: ecoveg2012