Insegnamento
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Attività
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Lingua
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18374 -
Miglioramento genetico e biotecnologie del seme
(obiettivi)
1) Conoscenza e capacità di comprensione: Il corso si propone di fornire allo studente i principi alla base del miglioramento delle piante coltivate, della costituzione varietale e della produzione sementiera. 2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate: vengono approfonditi aspetti teorici e pratici relativi alla biologia della riproduzione delle piante ed alle modificazioni del sistema riproduttivo di interesse applicativo, alla raccolta, conservazione e valutazione della variabilità genetica, agli schemi di miglioramento genetico, alla caratterizzazione, riproduzione e mantenimento in purezza delle varietà migliorate, all’uso di metodologie avanzate per il controllo della biologia riproduttiva ed alla coesistenza tra colture convenzionali e geneticamente modificate. 3) Autonomia di giudizio: vengono illustrati vantaggi e svantaggi di ogni tecnologia presentata, in modo da sviluppare il senso critico dello studente. 4) Abilità comunicative: vengono poste domande agli studenti durante le lezioni, sia per tenere alta l'attenzione, che per insegnare a porre domande e a dare risposte adeguate. 5) Capacità di apprendere: vengono fornite le basi teoriche dei processi alla base della biologia riproduttive delle piante coltivate e gli schemi e le strategie per la costituzione di varietà migliorate tramite breeding convenzionale.
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MAZZUCATO Andrea
( programma)
- Introduzione, storia e ruolo del miglioramento genetico, obiettivi del miglioramento genetico, concetto di ideotipo. - Biologia della riproduzione: morfologia fiorale, macro e microsporogenesi, macro e microgametogenesi, impollinazione, fase progamica, fecondazione, embriogenesi, sviluppo del seme e del frutto. Biologia molecolare dell’induzione e dello sviluppo fiorale, geni che controllano l’identità dell’infiorescenza, del fiore e degli organi fiorali, modello ABC(DE). Modo di riproduzione (riproduzione sessuata, vegetativa e apomittica), determinazione del sesso (ermafroditismo, monoicismo e dioicismo), sistema di unione (autogamia e allogamia), determinazione sperimentale del sistema riproduttivo e della quota di allogamia. Maschio sterilità (genetica, citoplasmatica e genetico-citoplasmatica, maschio sterilità funzionale e condizionale). Auto incompatibilità (sporofitica e gametofitica). Apomissia, basi citoembriologiche, controllo genetico, miglioramento genetico delle specie apomittiche obbligate e facoltative e prospettive di trasferimento dell’apomissia a specie sessuali. Allegagione e sviluppo del frutto, partenocarpia, approcci biotecnologici al controllo dell’allegagione. Maturazione del frutto, mutanti della maturazione e dei pigmenti. - Fonti di variabilità: diversità genetica e concetto di gene pool, raccolta e conservazione del germoplasma, banche del seme, valutazione del germoplasma, variabilità indotta per mutagenesi e somaclonale. - L’incrocio: incrocio intra ed interspecifico, barriere sessuali tra specie, biotecnologie di ausilio all’incrocio interspecifico, fecondazione in vitro ed embryo rescue. - Teoria della selezione: principi di teoria della selezione per caratteri monogenici e poligenici, penetranza ed espressività. - Struttura genetica delle popolazioni di specie autogame, allogame e a propagazione vegetativa e apomittiche. - Schemi di miglioramento genetico per specie prevalentemente autogame: selezione in popolazioni esistenti: selezione massale e selezione per linea pura. Selezione in popolazioni segreganti: metodo pedigree, popolazione riunita e single seed descent, aploidi raddoppiati. Metodo del reincrocio per un allele dominante e recessivo, linkage drag, cenni sulla selezione assistita, varietà multilinee, ibridi F1 in specie autogame. - Schemi di miglioramento genetico per specie prevalentemente allogame: selezione massale concetto di selezione ricorrente, varietà sintetiche, ibridi F1 in specie allogame, impiego della maschio sterilità negli schemi di produzione degli ibridi. - Elementi di genetica della produzione sementiera: valutazione delle nuove costituzioni ed iscrizioni al Registro Varietale, selezione conservatrice e produzione del seme, isolamento, generazioni di moltiplicazione. Legislazione sementiera. Biotecnologie per la protezione delle varietà (uso di marcatori molecolari per la distinguibilità), stima del flusso genico e suo contenimento in varietà convenzionali e geneticamente modificate.
Seminari: gli studenti del corso saranno invitati a partecipare ad uno o due seminari di approfondimento tecnico o scientifico su argomenti del corso. Esercitazioni: l’attività pratica sarà dedicata alla conoscenza della variabilità genetica in una specie di interesse agrario, all’esame di mutazioni coinvolte nello sviluppo fiorale, all’esecuzione di incroci controllati e ad una visita didattica ad un’azienda operante nel miglioramento e/o nella produzione sementiera di specie di interesse agrario.
( testi)
Barcaccia G. e Falcinelli M., Genetica e genomica, vol. II, 2005, Miglioramento genetico, Liguori. Lorenzetti F. et al., Miglioramento genetico delle piante agrarie, 2018, Edagricole. Ciriciofolo E. e Benincasa, Sementi: Biologia, produzione e tecnologia, 2018 Edagricole. Materiale fornito dal docente tramite il Portale Docente.
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AGR/07
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Attività formative caratterizzanti
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ITA |
18376 -
Chimica delle sostanze organiche naturali
(obiettivi)
Il corso introduce gli studenti nel mondo delle sostanze naturali del mondo vegetale (metaboliti secondari), correlandole ai precursori biogenetici. Di ciascuna famiglia di sostanze, vengono approfonditi gli aspetti strutturali; il ruolo funzionale; le attività biologiche; le applicazioni in campo agronomico, alimentare, cosmetico, farmaceutico e nutraceutico. Vengono, inoltre, descritte le tecniche di estrazione, purificazione e caratterizzazione strutturale delle sostanze naturali. I risultati attesi sono i seguenti: 1) Conoscenza e capacità di comprensione: sviluppare una conoscenza sulle sostanze organiche naturali, in particolare dal punto di vista della struttura chimica e delle principali attività biologiche. 2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate: sviluppare la capacità di comprendere le potenzialità applicative delle sostanze organiche naturali in campo alimentare, nutraceutico, agronomico, cosmetico e farmaceutico. 3) Autonomia di giudizio: sviluppare la capacità di interpretare i risultati sperimentali. 4) Abilità comunicative: sviluppare la capacità di descrivere gli argomenti trattati con proprietà di linguaggio, chiarezza espositiva, capacità di sintesi, senso critico. 5) Capacità di apprendere: fornire gli strumenti per lo studio delle sostanze naturali.
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BERNINI Roberta
( programma)
Il corso è diviso in due parti. La prima, di 32 ore, comprende lezioni frontali; la seconda, di 16 ore, comprende esercitazioni, seminari, attività di laboratorio. Introduzione al corso. Descrizione del programma, degli obiettivi formativi e dei risultati attesi. Descrizione della modalità di esame e dei criteri di valutazione. Presentazione delle banche dati internazionali Scopus e Web Science. Struttura chimica, proprietà biologiche ed applicazioni in campo agronomico, alimentare, cosmetico, farmaceutico e nutraceutico delle principali sostanze organiche naturali (metaboliti secondari) presenti nel mondo vegetale descritte percorrendo le vie biogenetiche. Metaboliti derivanti dalla via biogenetica dell’acetato. Acidi grassi saturi. Acidi grassi insaturi. Acidi grassi non comuni (acetilenici e ramificati). Prostaglandine. Trombossani. Leucotrieni. Macrolidi. Statine. Fenoli semplici. Tetracicline. Antrachinoni. Antroni. Diantroni. Acidi anarcardici. Uruscioli. Aflatossine. Cannabinoidi. Metaboliti derivanti dalla via biogenetica dello shikimato. Amminoacidi aromatici. Acidi benzoici. Acidi cinnamici. Lignani. Lignine. Fenilpropani. Cumarine. Stilbeni. Flavonoidi. Flavonolignani. Isoflavonoidi. Benzochinoni. Naftochinoni. Antrachinoni. Chinoni terpenoidici. Tannini idrolizzabili. Tannini condensati. Metaboliti derivanti dalla via biogenetica del mevalonato. Emiterpeni. Monoterpeni lineari, ciclici e irregolari. Iridoidi. Secoiridoidi. Sesquiterpeni. Diterpeni. Sesterterpeni. Triterpeni. Tetraterpeni. Terpenoidi superiori. Steroidi. Alcaloidi derivanti dall’ornitina, dalla lisina, dall’acido nicotinico, dalla tirosina, dal triptofano, dall’acido antranilico, dall’istidina, da reazioni di amminazione; alcaloidi purinici. Radicali liberi. Stress ossidativo. Antiossidanti. Metodi in vitro per la determinazione dell’attività antiossidante. Tecniche di estrazione tradizionali ed innovative delle sostanze naturali. Tecniche di separazione e caratterizzazione delle sostanze naturali. Tecniche cromatografiche. Risonanza Magnetica Nucleare.
( testi)
Per una buona preparazione di esame, è consigliato il seguente libro di testo: “Chimica, Biosintesi e Bioattività delle Sostanze Naturali” - Paul M. Dewick, Piccin. Edizione italiana a cura di E. Fattorusso. Sulla piattaforma Moodle, alla pagina del corso, sono disponibili le slides di tutte le lezioni svolte dal docente.
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CHIM/06
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Attività formative caratterizzanti
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ITA |
18377 -
Biotecnologie vegetali e prodotti farmaceutici
(obiettivi)
Il corso vuole far acquisire approfondite conoscenze culturali, teoriche e sperimentali sulla progettazione, produzione e applicazione di molecole ricombinanti ad elevato valore aggiunto nel campo farmaceutico. Diversi sistemi biologici tradizionali per la produzione di farmaci biologici sono presi in considerazione. Inoltre particolare importanza è riservata alle piante come bio-fabbrica innovativa e sostenibile sia da un punto di vista economico che ambientale.
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SANTI Luca
( programma)
Il corso è principalmente strutturato in tre sezioni: una sezione iniziale a carattere più generale, una sezione specifica sull’ utilizzo delle piante per la produzione di proteine ricombinanti ed una terza sezione dove gli studenti presentano in classe, in italiano, un articolo scientifico in lingua inglese. Inoltre durante il corso sono previsti tre seminari tenuti da esperti esterni all’Università su diverse tematiche del programma. Nella sezione iniziale sono introdotti gli scopi generali delle biotecnologie farmaceutiche ed i farmaci ottenuti mediante produzione biotecnologica, a tal proposito vengono fornite alcune definizioni di biofarmaco ed esempi specifici nonché la trattazione del loro mercato mondiale. Inoltre i farmaci biotecnologici vengono paragonati ai farmaci tradizionali con particolare riferimento ai nuovi approcci per la loro realizzazione. In questo contesto sono anche forniti cenni ricapitolativi sulla tecnologia del DNA ricombinante strettamente applicata ai prodotti farmaceutici. Vengono trattati tutti i principali sistemi biologici per la produzione: batteri soprattutto E. coli, lieviti, cellule di insetto, diversi tipi di cellule di mammifero e uova di pollo. Tematiche di produzione su ampia scala sia a livello di “upstream processing” che di “downstream processing” vengono affrontate anche alla luce degli standard qualitativi internazionali e della procedura di “Good Manufacturing Practice” (GMP), in particolare lezioni specifiche sono dedicate alle biofermentazioni, alla lavorazione del prodotto, alle tecniche di analisi e purificazione delle macromolecole biologiche e alla loro formulazione in vista del rilascio sul mercato. Dopo un’ introduzione all’ immunità, alla immunogenicità ed al sistema immunitario degli esseri umani, vengono definiti e descritti anche tramite casi studio specifici tutte le principali tipologie di biofarmaci: vaccini, anticorpi policlonali, anticorpi monoclonali, proteine immunomodulatorie ed enzimi e le patologie verso le quali questi farmaci sono diretti. A conclusione della sezione generale vengono illustrati i recenti sviluppi delle nanotecnologie in biomedicina e diagnostica e le possibili future applicazioni in biofarmaceutica. Nella seconda sezione, tutta incentrata sull’ uso delle piante per l’espressione ricombinante di polipeptidi con attività farmaceutica, sono all’ inizio trattati i virus vegetali da un punto di vista molecolare per l’ importanza che hanno avuto e continuano ad avere nello sviluppo di sistemi di espressione. In particolare vengono affrontate le varie strategie di espressione e di replicazione dei più conosciuti virus vegetali e vengono analizzati nel dettaglio i sistemi che fanno uso di questi virus per l’espressione eterologa transiente nelle piante. Successivamente sono trattate le piante più utilizzate in biofarmaceutica (tabacco, benthamiana, riso, mais, patata e pomodoro) ed i diversi tipi di modificazione genetica applicabili a queste specie (trasformazione nucleare stabile, trasformazione plastifica e trasformazione transiente). Numerosi casi studio di biofarmaci sviluppati in pianta verrano presentati e analizzati nel dettaglio per esemplificare i diversi approcci relativi a tipo di biofarmaco, alla patologia e alla specie ricevente (ad uso umano o veterinario). La terza sezione si focalizza sull’acquisizione di familiarità nell’analisi di elaborati scientifici in inglese e sull’acquisizione di capacità nella presentazione ed esposizione di contenuti tecnici. A questo scopo gli studenti scelgono un articolo, tratto da una lista di pubblicazioni selezionate dal docente e preparano una presentazione power point di 20 minuti circa per spiegare ai compagni, la tematica, l’approccio sperimentale, i risultai e le prospettive del lavoro. Tutte le pubblicazioni selezionate vertono sulla ideazione, realizzazione e sviluppo di biofarmaci in pianta. I tre seminari che si svolgono durante il corso sono:i) elementi di immunologia tenuto dalla Dott.ssa Selene Baschieri del centro ricerca ENEA Casaccia; ii) principi di vaccinologia tenuto dalla Dott.ssa Chiara Lico del centro ricerca ENEA Casaccia.
( testi)
Biotecnologie farmaceutiche; Crommelin D. J., Sindelar R. D.; Zanichelli; 2000; ISBN: 8808094197. Elementi di Virologia Vegetale; Giunchedi, Conti, Gallitelli, Martelli; 2007; ISBN: 978-88-299-1838-6.
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BIO/15
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Attività formative affini ed integrative
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18373 -
Biotecnologie e nutraceutica delle produzioni animali
(obiettivi)
Gli obiettivi formativi del corso sono di fornire una conoscenza allo studente sui principi alla base del miglioramento degli animali in produzione zootecnica, delle biotecnologie della riproduzione degli animali in produzione zootecnica, della biologia molecolare applicata alle produzioni animali per lo studio degli aspetti nutraceutici dei prodotti di origine animale e per la valutazione nutraceutica di biolipidi e molecole naturali per il miglioramento della salute e del benessere animale. Si affronteranno quindi tematiche riguardanti la sperimentazione animale e le possibili tecniche alternative, le conoscenze teoriche di base sulle colture in vitro di cellule e tessuti animali e loro applicazioni, le metodologie connesse alla produzione di animali transgenici e le tecnologie più utilizzate nella qualità e tracciabilità dei prodotti di origine animale, nel controllo del miglioramento genetico e nel mantenimento della biodiversità animale. Si affronteranno metodi quali estrazione di acidi nucleici, Polymerase Chain Reaction, sequenziamento sanger e di nuova generazione, microarrays, per analizzare in dettaglio temi quali l'utilizzo di marcatori utili a fini diagnostici e selettivi, l'analisi di espressione genica, la Ricerca di polimorfismi associati al miglioramento genetico mediante tecniche di genetica molecolare, la tracciabilità dei prodotti di origine animale.
Risultati di apprendimento attesi: Al termine dell’insegnamento gli studenti dovranno essere in grado di: - acquisire conoscenze sui sistemi del miglioramento genetico in produzione animale e sulla applicazione della genomica ai processi di miglioramento genetico; - conoscere l'applicazione delle biotecnologie alla riproduzione animale; - acquisire conoscenze e manualità nell'utilizzo di colture cellulari per studi di fisiologia in campo animale.
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BASIRICO' Loredana
( programma)
1. Sistemi di produzione 2. Cenni su aspetti qualitativi delle produzioni animali 3. Biotecnologie della riproduzione 4. Miglioramento genetico a. Genetica quantitativa b. Genomica 5. Nutraceutica dei prodotti di origine animale 6. OGM in produzione animale 7. Esercitazioni in azienda: visita presso aziende agro-zootecniche 8. Esercitazioni in laboratorio: colture cellulari, e…. 9. Seminari
( testi)
Raccolta di power point: Moodle e DropBox Testo consigliato: saranno indicati quando necessari
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AGR/18
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Attività formative caratterizzanti
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