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FISIOLOGIA E BIOLOGIA SINTETICA DELLE PIANTE

Oggetto:

Plant Physiology and Synthetic Biology

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Anno accademico 2018/2019

Codice dell'attività didattica
BIO0053
Docente
Prof. Andrea SCHUBERT (Titolare del corso)
Corso di studi
Laurea Triennale in Biotecnologie
Anno
3° anno
Periodo didattico
Primo semestre
Tipologia
A scelta dello studente
Crediti/Valenza
6
SSD dell'attività didattica
BIO/04 - fisiologia vegetale
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Facoltativa
Tipologia d'esame
Orale
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

L'obbiettivo del corso è fornire conoscenza e comprensione sul funzionamento delle piante e sulle possibilità di modificarlo e migliorarlo per rispondere alle attuali sfide economiche e sociali. Verranno presentati i principali meccanismi fisiologici che permettono la crescita e la produttività delle piante, e le loro implicazioni biotecnologiche. Discuteremo casi studio di biologia sintetica di organismi fotosintetici (alghe, piante), e le loro ricadute sulla produzione e sulla qualità. Gli studenti saranno incoraggiati a sviluppare autonomia di giudizio attraverso discussione di casi studio. Le abilità comunicative saranno sviluppate attraverso presentazioni da pare degli studenti su argomenti di pertinenza del corso.

Aim of the course is to provide knowledge and understanding on how plants function, and how we can modify and improve them to meet future economic and society needs. The main physiological mechanisms  at the base of plant growth and productivity, and their biotechnological implications,  will be presented. We will discuss case studies of synthetic biology in photosynthetic organisms (plants and algae) and their outcomes on quality and yield. Students will be encouraged to develop own judgement ability through discussion of case studies. Communication skills will be developed through presentation by the students on subjects related to the course.

 

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Risultati dell'apprendimento attesi

Conoscenza e comprensione dei meccanismi di funzionamento delle piante e di altri organismi fotosintetici.  Capacità di utilizzare conoscenza e comprensione dei processi fisiologici per elaborare strategie su come adattarli e migliorarli con metodi biotecnologici 

Knowledge and understanding of the physiological mechanisms of plants and of other photosynthetic organisms.  Ability to apply knowledge and understanding of physiological processes to elaborate strategies to adapt and improve them with biotechnological techniques. 

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Modalità di insegnamento

Tradizionale

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Durante il corso:

  • Interazione diretta tra docente e studenti durante le lezioni. Test a risposta chiusa svolti in classe.

Prova finale:

  • La prova finale è un colloquio orale basato su due domande relative all'intero programma. 

During the course:

  • Direct interaction with students in the classroom. Closed-answer tests performed in the classroom.

Final exam:

  • The final exam is oral and based on two questions on subjects included in the course program. 
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Programma

 

Argomenti del corso

ore lezione

ore esercitazione e laboratorio

Le piante e la società nel 2050. Fisiologia, biologia sintetica delle piante, bioeconomia, sostenibilità: un'introduzione. Nuove prospettive per le biotecnologie vegetali.

4

 

Fotosintesi delle piante e alghe, Fotosintesi C4. Ottimizzazione della RUBISCO. Inserimento di caratteri C4 nelle piante coltivate.  Modifiche delle antenne per la produzione di H2.

6

 

Crescita, sviluppo e produzione. Ormoni della crescita (auxina, gibberelline, citokinine, brassinosteroidi, strigolattoni). Ramificazione dei fusti. Trasporto di fotosintati, rapporti sink/ source. I geni della rivoluzione verde.

8

 

Fiori, semi e frutti. Controllo della giovanilità e della fioritura. Regolazione della dimensione dei frutti. Accumulo di sostanze antiossidanti nei frutti. Biofortificazione di metaboliti secondari in semi e frutti. Biosintesi dei trigliceridi. Acidi grassi polinsaturi per l'alimentazione umana e animale.

8

 

La tolleranza allo stress. Siccità, calore, freddo. Gli ormoni dello stress: ABA. etilene. La segnalazione dello stress e delle malattie: acido ascorbico e acido giasmonico. Proteine antigelo. Il silenziamento sistemico dei virus. Piante resistenti ai diserbanti.

10

 

Laboratorio. Misure di fotosintesi netta e livello di stress idrico. Quantificazione di trascritti attraverso q-RT-PCR.

 

6

Progetto: analisi di materiale bibliografico e web e discussione di un caso studio

 

6

Totale

36

12

 

 

Subjects taught

Hours theory

Hours practice and lab

What society expects from plants by 2050. Plant physiology, synthetic biology, bioeconomy and sustainability: an overview. New outlooks for plant biotechnologies.

4

 

Photosynthesis in plants and algae. C4 photosynthesis. Optimization of RUBISCO. Inserting C4 traits in crop plants. Antenna modifications for H2 production.

6

 

Growth, development, and yield. Growth hormones (auxin, gibberellin, citokinin, brassinosteroids, strigolactones). Shoot branching. Photosynthate transport and partitioning. Sink/source ratios. The green revolution genes.

8

 

Flowers, seeds, and fruits. Anticipated and delayed flowering. The control of fruit size. Accumulation of fruit antioxidants. Biofortification of secondary metabolites in seeds and fruits. Biosynthesis of triglycerides. Polyunsaturated fatty acids for human and fish.

8

 

Stress tolerance. Drought, heat, cold, pests and diseases. Stress hormones: ABA and ethylene. Systemic signaling of stress: salicylic acid, and jasmonic acid. Anti-freeze proteins. Virus silencing. Herbicide-resistant crops.. 

10

 

Lab practice. Measurements of net photosynthesis and water stress. Transcript quantification by q-RT-PCR..

 

6

Project: literature and website survey and discussion of a case study

 

6

Total

34

12

 

Testi consigliati e bibliografia

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Taiz L., Zeiger E. Fisiologia vegetale. Piccin 2009

Taiz L., Zeiger E. Fisiologia vegetale. Piccin 2009



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Orario lezioni

GiorniOreAula
Lunedì14:00 - 16:00
Giovedì14:00 - 16:00

Lezioni: dal 01/10/2018 al 17/01/2019

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Ultimo aggiornamento: 20/05/2018 00:00
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