- Oggetto:
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PRINCIPLES OF PLANT AND BACTERIAL BIOTECHNOLOGIES
- Oggetto:
PRINCIPLES OF PLANT AND BACTERIAL BIOTECHNOLOGIES
- Oggetto:
Anno accademico 2023/2024
- Codice dell'attività didattica
- BIO0135
- Docenti
- Luisa Lanfranco (Titolare del corso)
Roberta Gorra (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
- AGR/16 - microbiologia agraria
BIO/01 - botanica generale - Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Inglese
- Modalità di frequenza
- Obbligatoria
- Tipologia d'esame
- Orale
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
L'insegnamento ha come finalità di illustrare i concetti di base delle biotecnologie applicate ai sistemi vegetali e microbici. In particolare, si propone di fornire le conoscenze teoriche riguardanti le colture in vitro di cellule, tessuti e organi vegetali e l'ingegneria genetica di funghi e piante nonché l'impiego e l'ottimizzazione di metabolismi procariotici in processi biodegradativi e di risanamento. Inoltre saranno forniti gli strumenti necessari alla comprensione delle procedure sperimentali relative agli argomenti trattati.
The main aim is to provide basic knowledge on plant and microbial biotechnologies, in particular on:
- in vitro cultures of plant cells, tissues and organs,
- genetic engineering of plants and fungi,
- use and optimization of microbial metabolisms for bioremediation and biodegradation processes.
- experimental methodologies related to the topics
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Competenze teoriche sulla biologia di organismi vegetali e microbici (aspetti molecolari e chimici/biochimici) e sulle loro applicazioni biotecnologiche
Conoscenza delle tecniche di colture di cellule e tessuti vegetali
Conoscenza delle principali metodologie di modificazione genetica di piante e funghi
Conoscenza dei principali aspetti dei catabolismi microbici (respirazione aerobia/anaerobia e fermentazione).
Capacità di interpretare ed eseguire protocolli di base per esperimenti di trasformazione genetica di organismi fungini e per un'analisi di diversità filogenetica batterica su matrice ambientale.
Capacità di applicare norme di sicurezza di laboratorio, eseguire procedure sperimentali in condizione di sterilità e di manipolazione di organismi geneticamente modificati.
Acquisizione di consapevole autonomia di giudizio con riferimento alla valutazione dell'adeguatezza delle diverse tecniche analitiche per l'analisi delle comunità microbiche da matrici ambientali e per la loro comprensione funzionale e applicazioni biotecnologiche, all'interpretazione di protocolli di trasformazione genetica, ad aspetti di sicurezza in laboratorio e all'interpretazione dei dati.
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
Tutte le lezioni si terranno in presenza.
Il corso è articolato in 40 ore di lezioni teoriche e 16 ore di esercitazioni in laboratorio. Le lezioni teoriche sono facoltative, le esercitazioni di laboratorio obbligatorie. Le diapositive presentate a lezione sono fornite agli studenti nei materiali didattici online.
All lessons will be held in person.
The course consists of 40 hours of lectures and 16 hours of practical activity in the lab. Lectures are optional, practical activities in the lab are mandatory. The slides presented during lectures are available to students as online materials.
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'esame finale è orale e consiste di tre domande sul modulo di Biotecnologie vegetali e tre domande sul modulo di Biotecnologie microbiche. Le domande riguardano la teoria e i protocolli sperimentali eseguiti durante le esercitazioni.
La media tra le valutazioni dei due moduli darà la valutazione finale per il corso.The final examination is an oral test consisting of three questions for the Plant biotechnology part and three questions for the Microbial biotechnology part. The questions will concern the theory as well as the experimental procedures of the practical trainings.
The average between the grades obtained in each module gives the final evaluation for the course.- Oggetto:
Programma
Introduzione alle Biotecnologie vegetali e microbiche.
Tecniche di colture di cellule e tessuti vegetali. Bioproduzioni e biomasse nei sistemi vegetali. Miglioramento genetico tradizionale e biotecnologie. Ingegneria genetica nelle piante: tecniche di trasformazione, gli strumenti molecolari (vettori, marcatori di selezione), il genome editing, aspetti applicativi. I funghi: organismi modello nella ricerca di base e applicata. Saccharomyces cerevisiae. La trasformazione di organismi fungini (metodi di trasformazione, marcatori di selezione). Il saggio della complementazione funzionale.
Laboratorio: saggio di complementazione funzionale in cellule di lievito (preparazione dei terreni, allestimento della coltura, preparazione delle cellule di lievito competenti, trasformazione genetica con metodo PEG, crescita su terreni selettivi).
Introduzione ai metabolismi microbici di interesse agro-ambientale. Processi di biodegradazione e biorisanamento. Studio, applicazione e ottimizzazione. Influenza di fattori ambientali sull'efficienza dei processi procariotici. Geni funzionali. Co-metabolismo e ossidazione di inquinanti organici. Biorisanamento di matrici ambientali inquinate da metalli pesanti e metalloidi. Bioarricchimento e Biostimolo. Applicazioni biotecnologiche.
Laboratorio: estrazione e conte microbiche vitali (batteri e funghi) da campioni di suolo. Estrazione di acidi nucleici da matrici ambientali e amplificazione di marker filogenetici e funzionali microbici. Separazione degli amplificati mediante Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE).
Introduction to plant and microbial biotechnology.
Plant cell, tissue and organ cultures techniques. Bioproductions in plant systems. Classical breeding and biotechnology. Plant genetic engineering: transformation systems (methods, constructs, selection markers), genome editing. Applicative aspects. Fungi as model organisms for basic and applied research. Saccharomyces cerevisiae. Genetic transformation of fungi. Functional complementation assays.
Laboratory: Yeast complementation assays (culture establishment, preparation of competent cells, PEG-mediated transformation, growth on selective media).
Introduction to microbial metabolisms involved in agro-environmental processes. Biodegradation and bioremediation. Study, application and optimization. Influence of envirionmental parameters on efficiency of prokaryotic processes. Functional genes. Co-metabolism and oxidation of organic pollutants. Bioremediation of environmental matrices polluted by heavy metals and metalloids. Bioaugmentation and biostimulation. Biotechnological applications.
Laboratory: extraction and total viable counts of soil bacteria an fungi. Extraction of nucleic acids from environmental samples and amplification of microbial phylogenetic and functional markers. Fragment separation by Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE).
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
- Libro
- Titolo:
- Biotecnologie vegetali
- Anno pubblicazione:
- 2022
- Editore:
- Piccin
- Autore:
- Gabriella Pasqua e Cinzia Firni
- ISBN
- Obbligatorio:
- No
- Oggetto:
- Libro
- Titolo:
- Biology of microorganisms
- Anno pubblicazione:
- 2019
- Editore:
- Pearson
- Autore:
- Madigan, Bender, Buckley, Sattley, Stahl
- ISBN
- Obbligatorio:
- No
- Oggetto:
Il materiale didattico presentato a lezione sarà disponibile su Moodle. Verranno inoltre forniti i protocolli delle esercitazioni e gli articoli scientifici utilizzati per le lezioni.
Slides of the lectures, experimental protocols and scientific publications from international journal will be provided.
- Oggetto:
Orario lezioni
Giorni Ore Aula Martedì 16:00 - 18:00 Aula Keplero Dipartimento di Biotecnologie Molecolari e Scienze per la Salute Mercoledì 9:00 - 11:00 Lezioni: dal 03/10/2023 al 14/01/2024
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Note
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Moduli didattici
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