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Oggetto:
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FISIOLOGIA E BIOLOGIA SINTETICA DELLE PIANTE (BIO0053)

Oggetto:

PLANT PHYSIOLOGY AND SYNTHETIC BIOLOGY

Oggetto:

Anno accademico 2015/2016

Codice dell'attività didattica
BIO0053
Docente
Prof. Andrea SCHUBERT
Corso di studi
Laurea Magistrale in Biotecnologie Molecolari
Anno
2° anno
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 conoscenze sul funzionamento delle piante e sulle possibilità di modificarlo e migliorarlo per rispondere alle attuali sfide economiche e sociali. Discuteremo casi studio di biologia sintetica di organismi fotosintetici (alghe, piante), le loro implicazioni nel metabolismo e nella regolazione, e le loro ricadute sulla produzione e sulla qualità.

Aim of the course is to provide knowledge on how plants function, and how we can modify and improve them to meet future economic and society needs.  We will discuss case studies of synthetic biology in photosynthetic organisms (plants and algae), their implications on metabolism and regulation, and their outcomes on quality and yield.

 

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Mi attendo che lo studente comprenda i meccanismi di funzionamento delle piante e di altri organismi fotosintetici e possa elaborare strategie su come adattarli e migliorarli con metodi biotecnologici .

I expect the student to master the physiological mechanisms of plants and of other photosynthetic mechanisms, and to be able to elaborate strategies to adapt and improve them with biotechnological techniques.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Test di autovalutazione durante il corso

Self-evaluation tests during the course

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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.

2

 

Fotosintesi delle piante e alghe, Fotosintesi C4. Applicazioni biotecnologiche delle alghe. Modifiche delle antenne per la produzione di H2. La foglia elettronica. Inserimento di caratteri C4 nelle piante coltivate

6

 

Crescita, sviluppo e produzione. Ormoni della crescita, trasporto di fotosintati, rapporti sink/ source. I geni della rivoluzione verde. Piante annuali diventano biennali. L’eliminazione della lignina per produrre carte e bioteanolo. Far fiorire le piante prima o dopo. Il controllo della dimensione dei frutti

8

 

Fiori, semi e frutti. Controllo della fioritura. Accumulo di sostanze antiossidanti nei frutti. Biofortificazione. Il Golden rice. Omega-3 e alimenti alternativi per i pesci. Pomodori viola e gialli. 

6

 

Le biofabbriche: ingegneria metabolica ed espressione di proteine in piante. Biodiesel. Vaccini e vaccino EBOLA.  Bioiplastiche vegetali. Fitoestrogeni e resveratrolo.

4

 

La tolleranza allo stress. Siccità, calore, freddo. Gli ormoni dello stress. La segnalazione dello stress e delle malattie. Il silenziamento sistemico dei virus. La mela artica. Mais e soja resistenti ai diserbanti. Bacillus thuringiensis, mais e piralide. La papaya Rainbow e la resistenza ai frutti.

8

 

Laboratorio. Misure di fotosintesi netta e livello di stress idrico. Separazione di metaboliti vegetali tramite HPLC. Quantificazione di trascritti attraverso q-RT-PCR.

 

8

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

 

6

Totale

32

16

Subjects taught

Hours theory

Hours practice and lab

What society expects from plants by 2050. Plant physiology, synthetic biology, bioeconomy and sustainability: an overview.

2

 

Photosynthesis in plants and algae. C4 photosynthesis. Biotecnologiocal applications of algae. Antenna modifications for H2 production. The electronic leaf. Inserting C4 traits in crop plants.

6

 

Growth, development, and yield. Growth hormones, photosynthate transport. Sink/source ratios. The green revolution genes. Plant switches from annual to perennial. Lignin elimination for paper and bioethanol. Anticipated and delayed flowering. The control of fruit size.

8

 

Flowers, seeds, and fruits. Flower induction. Accumulation of fruit antioxidants. Biofortification. Golden rice. Omega-3 and alternative fish feed. Velvet and yellow tomatoes.

6

 

Biofactories: metabolic engineering and expression of proteins in plants. Biodiesel. Vaccines and the EBOLA vaccine. Plant bioplastics. Phytoestrogens and resveratrol.

4

 

Stress tolerance. Drought, heat, cold, pests and diseases. Stress hormones. Stress systemic signaling. Virus silencing. The Arctic apple. Herbicide-resisntatnt maize and soybean. Bacuillus thuringiensis, maize and the corn borer. Rainbow papaya and virus resistance. 

8

 

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

 

8

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

 

6

Total

32

16

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

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

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



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Ultimo aggiornamento: 23/12/2015 09:59
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