Corso di laurea: Produzione sementiera e vivaismo Programmazione per l'A.A. 2021/2022  

Il programma del corso include due parti. La prima parte introduce i concetti di base della Chimica Generale, utili per la comprensione della seconda parte del corso, dedicata alla Chimica Organica, che rappresenta la parte predominante del corso. Di seguito gli argomenti trattati.
(1) Elementi di Chimica Generale. Atomi. Isotopi. Orbitali. Configurazione elettronica degli elementi. Tavola periodica. Proprietà periodiche. Elettroni di valenza. Regola dell’ottetto. Legami chimici. Mole. Numero di Avogadro. Bilanciamento delle reazioni chimiche. Comportamento chimico dei composti inorganici più comuni. Calcoli stechiometrici. Soluzioni. Unità di misura della concentrazione. Diluizione e mescolamento di soluzioni. Proprietà colligative. Teorie di acidi e basi. Acidi e basi forti e deboli. pH. Reazioni di ossido-riduzione.
(2) Chimica Organica. Classi di composti. Gruppi funzionali. Ibridazione. Alcani: struttura, nomenclatura e proprietà. Isomeri strutturali. Isomeri conformazionali. Idrocarburi insaturi. Alcheni: struttura, nomenclatura e proprietà. Isomeria cis-trans, E/Z. Alchini: struttura, nomenclatura e proprietà. Composti alogenati: struttura, nomenclatura e proprietà. Idrocarburi aromatici: struttura, nomenclatura e proprietà. Regola di Huckel. Idrocarburi policiclici aromatici. Derivati del benzene. Composti eterociclici aromatici. Alcoli: struttura, nomenclatura e proprietà. Fenoli: struttura, nomenclatura e proprietà. Eteri: struttura, nomenclatura e proprietà. Aldeidi e chetoni: struttura, nomenclatura e proprietà. Acidi carbossilici: struttura, nomenclatura e proprietà. Acidi grassi saturi e insaturi. Acidi bicarbossilici. Acidità. Ammine: struttura, nomenclatura e proprietà. Ammine eterocicliche. Basicità. Stereoisomeria. Enantiomeri e diastereomeri. Carbonio chirale. Proprietà delle molecole chirali. Notazione R,S. Reazioni in chimica organica. Carboidrati, lipidi, aminoacidi, peptidi, proteine, purine, pirimidine, nucleosidi, nucleotidi, acidi nucleici: struttura, nomenclatura e proprietà.

Si consiglia di studiare gli argomenti del corso utilizzando le slides del docente, rese disponibili sulla piattaforma Moodle, approfondendo gli argomenti e svolgendo gli esercizi disponibili sui libri di testo. I testi proposti sono i seguenti:
(1) Fondamenti di Chimica Generale - R. Chang, K. Goldsby, McGraw-Hill Education
(2) Chimica Organica Essenziale - B. Botta, Edi-ermes

Corso: Botanica e Fisiologia Vegetale (Botanica 22 ore; Fisiologia vegetale 22 ore Eserciatazioni 4 ore)
Docente: Alberto Battistelli

BOTANICA
Le piante: diversità e funzioni negli ecosistemi e per l’uomo
Evoluzione e classificazione.
La cellula vegetale.
Il ciclo ontogenetico e la riproduzione nei vegetali.
Struttura delle piante superiori e tessuti vegetali.
Organografia: la foglia, il fusto la radice. Il seme.

Esercitazioni: Attività di laboratorio: uso del microscopio ottico. Osservazione delle parti del fiore
Esercitazioni: attività in campo: sperimentazione agronomica, la struttura della coltura, analisi fisiologiche in campo,

FISIOLOGIA VEGETALE
Fotosintesi, biofisica e biochimica.
Il cloroplasto.
Luce e fotosintesi: la radiazione solare; pigmenti fotosintetici e assorbimento della luce.
Il Ciclo di Calvin-Benson, i prodotti della fotosintesi nel cloroplasto: sintesi dell’amido. I prodotti della fotosintesi nel citoplasma: il saccarosio. Trasporto floematico, attività del sink, metabolismo dell’amido e del saccarosio, accumulo di riserve, relazioni source-sink.
Fotosintesi e ambiente: apparato fotosintetico e ambiente (risposte della fotosintesi alla luce, alla CO2alla temperatura; alla carenza idrica. Ciclo C3, metabolismi C4, CAM.
Le relazioni idriche delle piante.
Il metabolismo non-fotosintetico: respirazione.
La nutrizione minerale delle piante
Ormoni: Il sistema di regolazione ormonale delle piante
La luce segnale ambientale: fotorecettori, fitocromo, fotomorfogenesi, fotoperiodismo
La fisiologia del seme e la germinazione

1- Rascio Elementi di fisiologia vegetale. EDISES
https://www.edises.it/docenti/rascio-elementi-di-fisiologia-vegetale.html

2- Ray F. Evert Susan E. Eichhorn La biologia delle piante di Raven. Zanichelli
Settima edizione italiana condotta sull’ottava edizione americana
https://staticmy.zanichelli.it/catalogo/assets/a05.9788808175045.pdf

1) PARTE GENERALE

Generalità sugli insetti; morfologia esterna; Sistema nervoso e organi di senso; Sistema digerente; Apparato circolatorio; Sistema secretore ed escretore; Sistema riproduttore; Feromoni; Sviluppo post embrionale; mute; metamorfosi; Mezzi di controllo delle popolazioni: biologici, agronomici, colturali, fisici, meccanici, chimici. I principi attivi inorganici ed organici moderni. Insetticidi microbiologici. La fitotossicità; Modalità di penetrazione e meccanismi di azione degli insetticidi; Selettività; Tossicità verso l'uomo; La resistenza; Cenni di legislazione; La lotta biologica; Le soglie di intervento; Lotta Integrata (IPM).

2) Parte Speciale
I gruppi funzionali, casi studio in ambito vivaistico e sementiero.

Copia delle diapositive mostrate durante le lezioni, integrate dagli appunti delle lezioni e/o dai libri e pubblicazioni Open Access.
A. Pollini, 2002. Manuale di Entomologia Applicata. Ed agricole, Bologna.

Durante il corso verranno affrontati i seguenti argomenti:
- Importanza del seme di qualità nella moderna agricoltura;
- Principali caratteristiche che determinano il valore delle sementi;
- Riconoscimento dei semi delle principali colture erbacee di pieno campo;
- Selezione e conservazione del seme;
- Controllo e certificazione delle sementi.

Ciriciofolo E., Benincasa P. 2017. Sementi: biologia, produzione e tecnologia. Edagricole

MATEMATICA

NOZIONI FONDAMENTALI:
Insiemi, elementi, appartenenza, inclusione, intersezione, unione, differenza, insieme vuoto. Relazioni, applicazioni o funzioni, dominio, codominio. Insiemi numerici, intervalli, estremo superiore ed inferiore. Numeri naturali, interi relativi, razionali, reali, immaginari, complessi, logaritmi, corrispondenza biunivoca con la retta.
EQUAZIONI E DISEQUAZIONI:
Concetti fondamentali e richiami di algebra elementare, richiami di geometria analitica, equazioni e disequazioni di 1° e 2° grado, esercizi sulla soluzione di equazioni e disequazioni di 2° grado e di sistemi di disequazioni con metodi analitici e grafici.
COORDINATE, TRIGONOMETRIA:
Rette orientate, coordinate polari, coordinate cartesiane, distanza tra due punti. Circonferenza trigonometrica, funzioni trigonometriche, formule di addizione e sottrazione, formule di duplicazione e di bisezione, trasformazione fra coordinate cartesiane e polari.
ELEMENTI DI CALCOLO COMBINATORIO:
Disposizioni, permutazioni e combinazioni semplici, coefficienti binomiali, definizioni e proprietà.
MATRICI E DETERMINANTI:
Definizioni e proprietà delle matrici, matrici diagonali, matrice trasposta, matrice inversa. Determinante di una matrice quadrata, teoremi di Laplace, regola di Sarrus, proprietà generali dei determinanti, minore e rango o caratteristica di una matrice. Autovalori ed autovettori di una matrice quadrata.
SISTEMI DI EQUAZIONI LINEARI:
Generalità sui sistemi di equazioni lineari, teorema di Rouché-Capelli, teorema di Cramer, sistemi di m equazioni in n incognite, sistemi omogenei.
ELEMENTI DI GEOMETRIA ANALITICA:
Piano cartesiano, equazione della retta, parallelismo, ortogonalità ed intersezione tra rette. Circonferenza, ellisse, iperbole e parabola. Equazione generale delle coniche.
FUNZIONE DI VARIABILE REALE:
Funzioni trigonometriche, funzioni composte, funzioni inverse, estremi di una funzione, limiti di una funzione, teoremi sui limiti, teorema dell'unicità del limite, teorema della permanenza del segno, teorema del confronto, limite della somma, del prodotto, del quoziente ecc. di funzioni, limiti notevoli.
FUNZIONI CONTINUE:
Definizioni e prime proprietà, continuità, numero di Nepero, massimi e minimi, funzione inversa.
DERIVATE:
Definizione e significato geometrico della derivata, operazioni sulle derivate e regole di derivazione, derivazione di funzioni trigonometriche, derivazione di funzioni composte ed inverse, derivabilità e continuità, differenziale, derivate successive, massimi e minimi relativi, asintoti, concavità e convessità, flessi, grafici di funzioni. Teorema di Rolle, Cauchy, Lagrange, De L'Hopital, forme indeterminate.
FUNZIONI TRASCENDENTI:
Funzioni trigonometriche inverse, funzione logaritmo, funzione esponenziale, funzioni iperboliche.
FUNZIONI DI DUE VARIABILI:
Definizioni, dominio, limiti e continuità, derivate parziali prime e successive. Matrice hessiana. Cenni sulle funzioni di n variabili.
INTEGRAZIONE:
Integrale indefinito, definizione e proprietà, relazione fra integrabilità e derivabilità, integrali immediati, integrale definito, calcolo delle aree. Integrali doppi.

ELEMENTI DI FISICA

Descrizione della realtà: modelli, teorie, leggi e misure; il sistema internazionale di misura; grandezze scalari e grandezze vettoriali; somma e differenza di vettori; scomposizione di vettori lungo direzioni assegnate; prodotto scalare, prodotto vettoriale, prodotto misto.
CINEMATICA:
Generalità. Moto del punto materiale. Sistemi di coordinate. Velocità e accelerazione lineari. Moto circolare uniforme e vario; velocità e accelerazione angolare.
DINAMICA:
Leggi di Newton (I, II e III) e loro applicazioni. Dinamica del punto materiale. Forze d'attrito. Lavoro ed energia cinetica. Forze conservative. Energia potenziale; conservazione dell'energia. Potenza. Forze dissipative. Quantità di moto e sua conservazione; urti e loro classificazione. Moto di sistemi rigidi e condizioni di equilibrio. Momento d'inerzia e momento angolare per rotazioni attorno ad un asse fisso; momento delle forze; seconda legge cardinale della meccanica dei sistemi. Energia cinetica; rotolamento e ruolo degli attriti. Lavoro e potenza.
FLUIDI:
Statica dei fluidi ed applicazioni. Dinamica dei fluidi: portata, legge di conservazione della portata. Teorema di Bernoulli e applicazioni. Fluidi reali: tensione superficiale e capillarità.

"Lezioni di matematica generale" - Alvaro Marucci - Edizioni Sette Città, Viterbo

1. Genetica generale
- Introduzione alla genetica; la diversità biologica e il ruolo biologico delle macromolecole organiche
- Struttura del materiale genetico (acidi nucleici) e replicazione del DNA; cromosomi e cromatina
- Flusso dell’informazione genetica dal DNA alle proteine: trascrizione e traduzione, codice genetico
- Regolazione dell'espressione genica
- Ciclo cellulare, mitosi, meiosi
- Genetica mendeliana e principi di ereditarietà dei caratteri: incroci mono- e di-ibridi, reincrocio, test del chi-quadrato
- Associazione tra geni, ricombinazione e mappe genetiche
- Mutazioni (puntiformi, cromosomiche, genomiche)
- Genetica dei caratteri quantitativi, variabilità continua, componenti della variabilità genetica e fenotipica, basi statistiche per l’analisi.
2. Miglioramento genetico
- Introduzione, origine ed evoluzione delle specie coltivate, esplorazione della biodiversità genetica come fonte di geni utili
- Metodi per creare nuova variabilità, ibridazione inter- e intra-specifica, interazione tra geni, ambiente e fenotipo
- Analisi del polimorfismo dei caratteri, selezione fenotipica e genotipica, selezione assistita da marcatori
- Sistemi e barriere riproduttive delle piante coltivate
- Struttura genetica delle popolazioni
- Miglioramento genetico delle specie prevalentemente autogame
- Ingegneria cromosomica per il miglioramento del frumento
- Miglioramento genetico delle specie prevalentemente allogame e a propagazione vegetativa
- Piattaforme integrative per il miglioramento genetico vegetale
- Esercitazioni: visita a campi sperimentali

Russell PJ: Genetica - Un approccio molecolare, Pearson editore
Barcaccia G, Falcinelli M: Genetica e Genomica. Vol. II. Miglioramento genetico. Liguori Editore S.r.l.

Elementi di Fisica Tecnica. La trasmissione del calore: conduzione, convezione, irraggiamento. Il diagramma di Mollier dell’aria umida. Le formule psicrometriche. La radiazione solare: U.V., visibile, infrarosso corto, medio e lungo. Modelli per il calcolo della radiazione solare. Trasmittanza alla radiazione solare dei materiali di copertura delle serre, l’effetto serra, la scelta dei materiali di copertura delle serre. I materiali di rivestimento delle serre: il vetro, i laminati plastici trasparenti rigidi e flessibili, gli schermi, i teli, le reti. Tipologie e caratteristiche costruttive delle serre. Il bilancio energetico delle serre. La climatizzazione delle serre: i sistemi per il controllo di temperatura, umidità relativa, luce, CO2. I sistemi di coltivazione fuori suolo. I sistemi computerizzati di controllo e gestione. Aspetti normativi e ambientali.

Materiale didattico fornito durante il corso dal docente
UNI-EN 13031-1 “Greenhouses: Design and Construction. Part 1: Commercial production greenhouses” Milano

I materiali per i substrati di coltivazione
La fertilità fisica, chimica e biologica dei substrati
Le metodiche di analisi dei substrati
I requisiti normativi dei substrati di coltivazione

Zaccheo P., Cattivello C., I substrati di coltivazione, Edagricole, Bologna
Monografie e articoli scientifici d’interesse specifico saranno consigliati durante lo svolgimento delle lezioni.

Funghi, batteri e endosporigeni. Crescita microbica nei substrati e negli habitat vegetali. Interazioni intermicrobiche. Microbiologia dei substrati, della spermosfera, della fillosfera e della rizosfera. Biostimolazione Microbica vegetale: i batteri promotori della crescita, i funghi speudosimbionti e funghi simbionti di interesse vivaistico. Applicazione di bioformulati microbici e di inoculanti batterici. Ecotossicologia microbica.

Materiale didattico fornito dal docente

Funghi, batteri e virus dannosi su semi a produzioni vivaistiche
Concetti di fitoiatria
principi attivi utilizzabili nelle coltivazioni convenzionali ed in quelle biologiche
Pratiche agronomico-colturali a protezione del settore sementiero-vivastico
Normativa di riferimento
Casi di studio

Appunti delle lezioni
Siti web e pubblicazioni suggerite dal Docente

Importanza del seme nella moderna agricoltura. - La filiera sementiera - Aspetti della qualità delle sementi - Fattori ecologici ed aspetti agronomici delle colture da seme - Le principali coltivazioni erbacce da seme. Costituzioni varietali. Produzione delle sementi ibride mediante emasculazione manuale e chimica, maschiosterilità e autoincompatibilità - Legislazione sementiera Europea, nazionale e regionale. La protezione delle varietà. I registri varietali - La certificazione delle sementi: controlli di campo ed analisi di laboratorio - Riconoscimento delle sementi delle principali specie di interesse agrario e malerbe.

• Ciriciofolo e BenincasaSementi - Biologia, produzione e tecnologia. Edizioni Agricole di New Business Media srl, 2017 Università di Perugia. 2001
• Favero La semente. Requisiti, normativa, produzione e tecnologia. Reda, 1983
• Quagliotti Produzione delle sementi ortive. Edagricole, 1992

Organizzazione dell’attività vivaistica delle piante arboree da frutto, della vite e dell’olivo in Italia, in Europa e nel mondo. Il concetto di qualità vivaistica delle piante. Propagazione per seme. Basi fisiologiche della dormienza. Tecniche di superamento della dormienza. Tecniche di propagazione vegetativa: propagazione mediante stoloni, ovuli e polloni. Margotta e propaggine. Talea. Basi fisiologiche della rizogenesi avventizia. Competenza e determinazione cellulare. Fattori di variabilità e possibilità di condizionamento del processo rizogeno (genotipo, pianta donatrice, tipo di talea, epoca di taleaggio, ecc…). Strategie di miglioramento della rizogenesi: ruolo degli inibitori, impiego di auxine, poliammine, cataboliti, micorrize e PGPR. Innesto: aspetti fisiologici, tipi di innesto ed epoche di esecuzione. Innesto-talea: finalità ed applicazione. Obiettivi dell’impiego di tecniche di propagazione in vitro in piante arboree da frutto, in vite e in olivo. Organizzazione del vivaio frutticolo: strutture e ambienti protetti per la propagazione di specie legnose. Tecniche di produzione di materiale vivaistico con metodo biologico.
- Esercitazioni
Taleaggio, preparazione ed esecuzione dei trattamenti rizogeni. Innesto. Gestione del riscaldamento basale e della nebulizzazione. Prelievo di espianti per la micropropagazione, trasferimento delle colture in fase di proliferazione, di allungamento e di radicazione; modalità di acclimatazione delle giovani piante.

- Materiale bibliografico fornito dal docente all'inizio del corso.
Testi:
- Mcdonald B. (1990) - Practical Woody Plant Propagation for Nursery Growers. Vol. I. Timber Press, Portland, Oregon.
- Hartmann Hudson T. - Kester Dale E. (2001) - Propagazione delle piante. Basi scientifiche e applicazioni tecniche. Editore: Edagricole
- Attilio Sonnoli (2019) Vivaismo olivicolo. Edagricole.

Presentazione del settore florovivaistico e definizione della qualità delle giovani piante. Tecniche di moltiplicazione agamica (e cenni di micropropagazione). La propagazione per seme. Esempi di filiera vivaistica: la rosa, la gerbera, le orchidee, le felci, il crisantemo, le geofite, le crassulacee, ecc. Presentazione di vivai specializzati. Tecnologie innovative: utilizzo di microrganismi benefici e/o biostimolanti per migliorare la qualità delle piantine, la luce LED, l’ozono e il plasma freddo come agenti di sanificazione, ecc.

Libro Colture Protette e Ortoflorovivaismo in ambiente mediterraneo: Edagricole (Romano Tesi).
Le dispense del corso

Introduzione alla biodiversità forestale: definizione, importanza, minacce.
Introduzione alla flora forestale italiana: caratteri generali di alberi e foreste. Biomi e fitoclimi. Areali delle specie. Tassonomia e riconoscimento delle principali specie impiegate in vivaistica.
Semi forestali: biologia e operazioni di raccolta e conservazione. Regioni di provenienza. Normativa di riferimento.
Semi forestali: rimozione della dormienza e germinazione. Test qualitativi e analisi di routine.
Organizzazione e gestione di un vivaio forestale.
Realizzazione e gestione di un impianto forestale.

Magini E. “Appunti di Vivaistica Forestale”. Cusl Firenze 1985

Organizzazione del Laboratorio di colture in vitro: caratteristiche, strutture e progettualità. Principali attrezzature necessarie alla realizzazione della micropropagazione. Fondamenti di riproduzione gamica e agamica di specie arboree, erbacee e ortive di interesse agrario, ornamentale e spontanee. Coltura in vitro: concetti e definizioni. Metodi di organogenesi in vitro e loro applicazione. Cenni di legislazione. Colture in vitro per la conservazione ex situ e conservazione della biodiversità. Totipotenza cellulare. Micropropagazione e moltiplicazione in vitro. Mutazione somaclonale: cause, conseguenze, vantaggi e svantaggi.
Coltura su mezzi agarizzati e liquidi, sistemi ad immersione temporanea e bioreattori. Piante madri: scelta e prelievo del materiale vegetale. Fasi della micropropagazione e composizione: substrati di allestimento, proliferazione, radicazione e acclimatazione. Applicazione della micropropagazione in specie di interesse agrario. Recenti acquisizioni e sviluppi della micropropagazione: capsule, semi sintetici, colture fotoautotrofiche.
- Esercitazioni
Verranno condotte attività pratiche di laboratorio quali: manipolazioni in condizioni di asepsi, substrati di coltura, prelievo di apici meristematici, stabilizzazione degli espianti, verifica del coefficiente di proliferazione in vitro ottenibile da differenti tipologie di espianti vitro-derivati. Attuazione di procedure di radicazione in vitro e in vivo di materiale micropropagato. Acclimatamento e ritorno in situ delle diverse specie vegetali.

- Appunti delle lezioni e articoli di riviste
- Pierik R. L. 1999. In Vitro Culture of Higher Plants , Kluwer Academic Publishers
- Triggiano et al 2010
- Hartman e Kester Propagazione delle piante. EDAGRICOLE

Modulo: Tecniche avanzate di selezione (3 CFU) AGR/07 Prof. A. Mazzucato
Marcatori molecolari e analisi genetica:
Concetto di marcatore genetico e introduzione all'analisi del polimorfismo molecolare.
I marcatori biochimici. I marcatori molecolari, ibridazione e PCR, marcatori RFLP, marcatori RAPD, SCAR, CAPS, AFLP, SSR, marcatori SNP.
Utilizzo di marcatori molecolari per la selezione:
Studi di genetica formale e sviluppo di mappe di associazione; uso di popolazioni biparentali (BC, F2, RIL, DH) e multiparentali (MAGIC).
Ricerca di marcatori associati a loci che controllano caratteri qualitativi e quantitativi; selezione assistita nel miglioramento genetico. Selezione genomica. Clonaggio posizionale di geni mendeliani e QTL.

Barcaccia & Falcinelli - Genetica e genomica Vol. III - Liguori editore.
Materiale didattico fornito durante il corso.

Grammatica: tempi verbali – present simple e present continuous, past simple e past continuous – future (will/going to/present continuous) – 1st e 2nd conditionals – comparativi e superlative – utilizzo degli articoli determinativi e indeterminativi – utilizzo del passivo – verbi modali - quantifiers
Temi: tecnologia, ambiente, risorse umane, sport, natura, differenze generazionali
Vocabolario: riferito ai temi sopra
Competenze:
ascolto – comprende le idee principali quando si discute di questioni quotidiane, temi attuali e questioni di interesse personale e professionale
lettura – riesce a capire testi scritti in una lingua di uso quotidiano o relativi al lavoro, comprende la descrizione di sentimenti personali e desideri, è in grado di leggere e comprendere testi specifici relativi al settore di studio
scrittura – riesce a scrivere testi semplici e ben collegati su argomenti familiari o di studio
orale – riesce a collegare frasi in modo semplice per raccontare eventi al presente, al passato e nel futuro, sa spiegare e giustificare brevemente opinioni personali e raccontare una storia o trama di un film/libro, ecc., riesce a esprimersi al livello B1 in riferimento al settore di studio

Murphy: English Grammar in Use, Intermediate, Fifth Edition, Cambridge University Press
National Geographic Learning, Life Pre-Intermediate Student’s Book, Second Edition - materiale fornito dal docente