Scheda Insegnamento: Genetica della vite e delle piante di interesse alimentare A.A. 2017/2018
  • Corso di Laurea: TECNOLOGIE ALIMENTARI ED ENOLOGICHE (L-26)
  • Codice: 16269
  • Crediti: 6
  • Anno Off. Formativa: 2017/2018
  • Anno di Corso: 1
  • Erogazione: II semestre
  • Docente: MARIO CIAFFI

Programma

OBIETTIVI FORMATIVI
Fornire allo studente conoscenze sull’eredità dei caratteri Mendeliani e dei caratteri quantitativi, sulle problematiche dell’associazione genica e della costruzione delle mappe genetiche, sulle basi molecolari della replicazione e della sua espressione e sulle principali modificazioni del materiale ereditario (mutazioni), con particolare riferimento alla vite ed alle principali specie di interesse agroalimentare. Far conoscere allo studente le principali metodologie molecolari per l’identificazione varietale e la tracciabilità nelle filiere agroalimentari.

RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI

Conoscenza e capacità di comprensione
Acquisizione delle conoscenze sulla natura, modificazioni, funzionamento e trasmissione dell’informazione genetica degli organismi viventi, con particolare riferimento alla vite ed alle specie di interesse agroalimentare.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Attraverso la conoscenza delle principali metodologie molecolari lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di applicarle nello studio della variabilità genetica e nella tracciabilità delle filiere agroalimentari.

Autonomia di giudizio
Essere in grado di affrontare approfondimenti di argomenti di genetica di più ampio respiro, come la genomica, l’ingegneria genetica ed il miglioramento genetico delle principali specie di interesse agroalimentare.

Abilità comunicative
Capacità di esporre, anche ad un pubblico non esperto l’importanza della genetica agraria come disciplina propedeutica dell’attività di miglioramento genetico e di costituzione varietale ed evidenziare le ricadute economiche nello sviluppo del settore agroalimentare, con particolare riferimento alla valorizzazione della biodiversità agricola per il superamento degli effetti dei cambiamenti ambientali e per soddisfare le esigenze delle filiere agroindustriali del futuro.


Capacità d’apprendimento
Capacità di integrare ed approfondire le conoscenze nei diversi corsi di argomenti riguardanti la genetica molecolare, l’ingegneria genetica e la tracciabilità nelle filiere agroalimentari.

PROGRAMMA

GENETICA MENDELIANA
- Il modello sperimentale adottato da Mendel: 1) Incroci controllati; 2) Uso di linee pure negli incroci; 3) Selezione di caratteri dicotomici; 4) Quantificazione dei risultati; 5) Uso di incroci reciproci e reincroci.
- Principi Mendeliani: 1) Principio della dominanza o della uniformità degli ibridi F1; 2) Principio della segregazione; 3) Principio dell'assortimento dipendente.
- Test del chi quadro.
- Genetica molecolare dei caratteri mendeliani.
- Ciclo cellulare. Mitosi e Meiosi. Teoria cromosomica dell'eredità.
- Cicli ontogenetici, alternanza di fase nucleare (aplobionti, diplobionti, aplodiplobionti). Gametogenesi, micro e macrosporogenesi.
- Sistemi riproduttivi dei vegetali (autogamia, allogamia, monoicismo, dioicismo).
- Dominanza incompleta o parziale.
- Alleli multipli: 1) Gruppi sanguigni AB0; 2) Colore del mantello dei conigli; 3) Incompatibilità gametofitica e sporofitica.
- Interazioni geniche
Epistasia recessiva: colore del mantello dei topi e del labrador retriever.
Epistasia dominante: colore del frutto della zucca.
Geni complementari: Forma della cresta dei polli e colore del fiore del pisello odoroso.
Geni duplicati: Forma del frutto (siliqua) in Capsella bursa pastoris.
- Associazione e mappe genetiche
Ricombinazione dei geni associati: crossing-over.
Disposizione cis e trans degli alleli. Relazione tra frequenza di ricombinazione e frequenza di crossing-over.
Costruzione di mappe genetiche: test a due e a tre punti, interferenza e coincidenza.

GENETICA MOLECOLARE
- Il materiale ereditario
Composizione chimica e struttura degli acidi nucleici. L'organizzazione del DNA nei cromosomi: procarioti ed eucarioti.
- Dogma centrale della biologia molecolare.
- Replicazione semiconservativa del DNA in procarioti ed eucarioti. Dispositivo enzimatico della replicazione, filamento guida e ritardato, frammenti di Okazaki, DNA polimerasi di procarioti ed eucarioti e loro funzioni.
- Trascrizione e sue fasi in procarioti ed eucarioti, RNA polimerasi, ruolo delle sequenze regolatrici (promotori), geni interrotti (esoni, introni).
- Struttura delle proteine (primaria, secondaria, terziaria, quaternaria), codice genetico, traduzione e sintesi proteica nei procarioti e negli eucarioti.

MUTAZIONI
- Mutazioni geniche
Sostituzioni di basi, inserzioni e delezioni di basi. Mutazioni missenso, stesso senso e non senso. Mutazioni frameshift. Mutazioni spontanee e indotte. Mutazioni somatiche e germinali.
- Mutazioni genomiche
Euploidi ed aneuploidi. Poliploidia. Meccanismi citologici che determinano la poliploidia in meiosi e mitosi. Autopoliploidi ed Allopoliploidi. Diffusione della poliploidia nelle Angiosperme. Rarità dei poliploidi nelle Gimnosperme.

GENETICA QUANTITATIVA
- Caratteristiche dei caratteri quantitativi.
- Entità e distribuzione della variazione fenotipica per i caratteri quantitativi: distribuzione di frequenza, media, varianza e deviazione standard.
- Fattori che determinano la variabilità continua nei caratteri quantitativi: 1) Esperimento di Johansen; 2) Esperimento di Nilsson-Ehle; 3) Esperimento di East.
- Componenti della variabilità fenotipica.
- Ereditabilità in senso largo ed in senso stretto.
- Guadagno genetico o Risposta alla selezione.

METODOLOGIE MOLECOLARI
- I marcatori molecolari e loro uso nell'identificazione varietale e tracciabilità nelle filiere agroalimentari.

VARIABILITA GENETICA E MIGLIORAMENTO GENETICO
- Origine della vite e variabilità genetica dei vitigni attualmente coltivati
- Cenni sull'origine delle principali piante di interesse alimentare con particolare riferimento ai cereali.
- Cenni sui principi di miglioramento genetico della qualità di piante di interesse alimentare.

Testi consigliati

Materiale didattico e diapositive del corso (contattare direttamente il docente)

Testi di riferimento
Lorenzetti F., Ceccarelli S., Rosellini D., Veronesi F.
Genetica Agraria, Patron 2011

Russell P.J., Wolfe S.L., Hertz P.E., Starr C., McMillan B.
Genetica Agraria, EDISES 2016


Per Genetica Molecolare Testi di riferimento
Russell P.J. iGenetica, Edises 2007
Snustad P.D., Simmons M.J. Principi di genetica, Edises 2010.

Per i non frequentati è consigliabile prima dello svolgimento dell'esame contattare il docente

Propedeuticità

Lo studente per comprendere le lezioni e per raggiungere gli obiettivi formativi del corso deve possedere una buona conoscenza dei fondamenti di matematica, biologia generale e chimica generale. Questi prerequisiti sono forniti dagli insegnamenti di base erogati nel I semestre del primo anno di corso.

Frequenza

Facoltativa

Metodologia didattica

Ore lezione: 40

Valutazione del profitto

Prova orale

Descrizione dei metodi di accertamento

La prova orale si baserà sulla valutazione individuale dello studente mediante la formulazione di tre/quattro domande riguardanti i principali macrosettori del corso: la genetica mendeliana, la genetica molecolare, la genetica quantitativa e l'utilizzo di metodologie molecolari nell'identificazione varietale e tracciabilità delle filiere agroalimentari. La durata della prova orale è di circa 45 minuti.

Luogo lezioni

Via S. Camillo de Lellis, snc Agraria da definire

Orario lezioni

Comunicazioni

Il Prof. Ciaffi riceve ogni Martedì dalle ore 15.00 alle 17.00