Biotecnologie Genetiche

Oggetto:

Biotecnologie Genetiche

Oggetto:

Anno accademico 2008/2009

Codice dell'attività didattica

B8039

Docente

Sergio Lanteri (Titolare del corso)

Corso di studi

laurea i^ liv. in biotecnologie - a torino

Anno

3° anno

Periodo didattico

Primo semestre

Tipologia

Indirizzo Agrario

Crediti/Valenza

SSD dell'attività didattica

AGR/07 - genetica agraria

Oggetto:

Obiettivi formativi

Fornire conoscenze dei meccanismi molecolari che sono alla base della riproduzione e trasmissione dei caratteri nelle piante e dei meccanismi correlati alla loro produzione qualitativa e quantitativa.
Fornire conoscenze sulle possibilità di eseguire interventi biotecnologici, anche mediante transgenia, atti ad ottimizzare l'efficienza produttiva delle piante ed il loro sfrutttamento per la produzione di molecole di interesse farmaceutico ed industriale.

Oggetto:

Programma

Metodi di riproduzione e propagazione delle piante coltivate Specie dioiche (sub-androiche e sub-ginoiche) e specie monoiche (fiori monoclini e diclini). Determinazione del sesso nelle piante.Allogamia e meccanismi atti a favorire l’alloincrocio: autoincompatibilità gemetofitica e sporofitica, maschiosterilità genetica, citoplasmatica e genetico-citoplasmatica.Autogamia e meccanismi atti a favorire l’autofecondazione: cleistogamia, struttura fiorale. Emasculazione.Apomissia: agamospermia e moltiplicazione vegetativa"

Colture ‘in vitro’ e biotecnologie genetiche cellulariColture di calli e c sospensioni cellulari. Variazione somaclonale. Ibridazione somatica mediante fusione di protoplasti. Ottenimento di aploidi mediante androgenesi e ginogenesi. Aspetti citologici e genetici delle piante propagate e rigenerate in vitro,

Marcatori molecolari Tecniche RFLP, CAPS, SSCP, RAPD, SSR (microsatelliti), ISSR, AFLP e derivate (S-SAP, IRAP, REMAP), SNPsCalcolo delle distanze genetiche mediante coefficienti di Nei e Li, Jaccard, SMC (Simple Matching Coefficient)Applicazione dei marcatori molecolari per l’ analisi variabilità genetica, fingerprinting varietale, studi filogenetici.

Associazione genica e costruzione di mappe genetico-molecolariAssociazioni geniche: concetti fondamentaliEccezione all’assortimento indipendente: esperimenti di BatesonMappatura crpmosomica di geni associati. Ricombinazione meiotica e sua stima con l’incrocio a tre punti. Fattori che influenzano la frequenza di crossing-over. Interferenza e coincidenza.Le mappe di linkage e loro utilizzo nella selezione assistita e nel clonaggio di geni. Popolazioni utilizzate per la costruzione di mappe genetico-molecolari: BC₁, F₂, DH (double haploids) RIL (linee inbred ricombinanti) ed F₁ (pseudo-test cross).

Organizzazione e genetica dei genomi extranucleari.Caratteristiche del genoma mitocondriale e plastidiale: esempi di caratteri ad eredità materna.

Citogenetica vegetaleAnalisi del cariotipo in campo vegetale: tecniche di bandeggio cromosomico: cold starvation, Q-banding, C-banding, N-banding, Re-banding.Applicazione citofotometria a flusso nel flow-karyotyping e chromosome sortingIbridazione in situ cromosomica: localizzazione di sequenze geniche (tecnica FISH )Ibridazione in situ genomica: tecnica GISH

Mutazione e mutagenesi Mutazione cromosomiche e loro analisi citogenetica: delezione e fenomeno della pseudo-dominanza, duplicazione, inversioni para- e pericentriche e loro effetto sulla ricombinazione, traslocazioni e fenomeno dello pseudo-linkage, utilizzo delle traslocazioni nella localizzazione di geni su segmenti cromosomici.Mutazioni a carico del numero cromosomico (aneuploidia). Origine degli ipoaneuploidi ed iperaneuploidi. Trisomici. Monosomici e nullisomici. Mutazioni a carico dell’intero assetto cromosomico. Origine dei poliploidi. Poliploidi di ordine pari e dispari. Caratteristiche degli autopoliploidi ed allopoliploidi (anfidiploidi). Esempi di allopoliploidi naturali (frumenti e brassicacee) ed artificiali (triticali). Ottenimento di poliploidi mediante la tecnica di ibridazione somatica. Caratteristiche dei triploidi e loro utilizzo agronomico. Chimere: mosaici e chimere settoriali, periclinali, e mericlinali

Eredità dei caratteri quantitativiEsperimento di Nilsson-Ehle. Distribuzione dei caratteri quantitativi (curva di Gauss). Effetto dell’ambiente sui caratteri quantitativi: esperimenti di Johannsen ,e di Emerson e East, Determinazione del numero di poligeni per un carattere quantitativo: esperimento di EastCoefficiente di determinazione genetica: stima mediante l’utilizzo di cloni o linee pure.Effetto della dominanza e delle interazioni interalleliche nell’eredità poligenica: ereditabilità in senso stretto.Risposta alla selezione: differenziale ed intensità di selezione. Fattori che influenzano la risposta alla selezione.

Genetica di popolazione Costituzione genetica delle popolazioni: frequenza genotipica e genica.Legge di Hardy-Weinberg.Effetto della selezione, mutazione e migrazione sull’equilibrio di Hardy-Weinberg. Deriva genetica.Inbreeding ed eterosi: stima del coefficiente di inbreeding.

Elementi di ingegneria genetica: OGM e varietà transgenichePiante geneticamente modificate e metodi di trasformazione genetica: utilizzo di A. tumefaciens e rhizogenes, tecnica biolistica: .Piante transgeniche per aumentare la conservabilità dei prodotti, per indurre resistenza ad erbicidi, stress ambientali, insetti, malattie infettive (virali, batteriche e fungine), per il miglioramento qualitativo degli alimenti di origine vegetale. Molecular farming: produzione di molecole di interesse farmaceutico in pianta.Diffusione in coltivazione di piante g.m. e cenni sulla legislazione.Trasformazione genetica come strumento per lo studio della funzione genica: RNA interference (RNAi) e silenzia mento genico post-trascrizionale (PTGS)

Attività tecnico-praticheApplicazione di tecniche di analisi molecolare (marcatori molecolari ) in specie vegetali. Analisi di polimorfismi SNPs con tecnica CAPs e tetra arms PCR.Costruzione di librerie di gDNA e cDNA in plasmide di E.coli e successivo screening

Descrizione