ECTS - University of Pisa
Genetica e Miglioramento Genetico Per l'Allevatore
- Lo Studente deve possedere le nozioni fondamentali che lo mettano in condizione di comprendere:
Genetics, Animal Breeding and selection For the Breeder
The student must possess the fundamentals that make him able to understand:
the basic concepts of classical genetics, , fine gene structure and molecular genetics for animal species in livestock production and pet species.
the basic concepts of Cytogenetics: normal and abnormal chromosomal patterns of the species
animals in zootechnical production and of the species of companionship.
The modern implications of molecular genetics in the methodologies of genetic evaluation of breeding animals for the genetic improvement and for the correct application of genetic selection schemes in pet species;
The modern implications of molecular genetics in the clinical field in the study of pathologies
Cat and Dog Factor Mono and Multi Factorial Genetic Base with the aim of understanding the mechanisms of eradication of pathologies
mono fatty acids through the early detection of affected, healthy and healthy carrier reproducers;
the Applications of Molecular Genetics and the procedures to be followed in the release of Pedigree
by the Italian Kennel Club E.N.C.I .: Deposit and Conservation of the
Biological Sample at Accredited Laboratories, Genomic Profile by Markers
Genomics STR, Parental Test (Execution and Interpretation).
Genetica e Miglioramento Genetico Per l'Allevatore
L'accertamento delle conoscenze avverrà tramite prova scritta su piattaforma informatizzata. La prova verterà sugli argomenti trattati nel corso delle lezioni frontali e delle esercitazioni pratiche svolte in laboratorio Informatico su Piattaforma Moodle dell' Università di Pisa. (Secondo le Modalità stabilite dall' Università di Pisa per il distanziamento e la protezione degli Studenti dal Covid 19)
Genetics, Animal Breeding and selection For the Breeder
Knowledge assessment will be carried out through a written test on a computerized platform. The test will focus on the topics discussed during the frontal lessons and practical exercises carried out in the Computer Laboratory at Platform Moodle of the University of Pisa in presence. (According to the procedures established by the University of Pisa for the distancing and protection of students from Covid 19)
Genetica e Miglioramento Genetico Per l'Allevatore
Genetics, Animal Breeding and selection For the Breeder
The student will be able to apply inherited transmission models for simple and complex characters and to identify hereditary cases due to extensions of Mendel's laws.
The student will be able to pick up and store the biological samples both for the purpose of screening for genetic diseases and for the required analyzes of the Italian Kennel Club E.N.C.I. for the procedures to be followed in the release of Pedigree and will be able to interpret the report of a parental test.
The student will be able to suggest to the breeder the DNA tests for prevention in dogs and cats. DNA tests for disease-causing genes allow breeders to avoid breeding dogs that could result in puppies being affected by the disease and to improve the health of their breeding stock.
The student will be able to apply the modern genetic selection schemes and will use molecular genetic testing in the screening of Pathologies for the purpose of eradicating monofactorial pathologies.
Genetica e Miglioramento Genetico Per l'Allevatore
L'accertamento delle capacità è svolto mediante interattività esercitativa condotta presso i laboratori del Polo informatico Piagge mediante la piattaforma informatizzata Moodle dell'Università di Pisa.
Genetics, Animal Breeding and selection For the Breeder
The assessment of the skills consists of an interactive activity carried out at the computerized laboratory using the Moodle computerized platform of the University of Pisa.
Genetica e Miglioramento Genetico Per l'Allevatore
Lo studente durante le esercitazioni dovrà saper interagire con i compagni di corso nelle esercitazioni previste a gruppi, dovrà saper interpretare efficacemente gli approfondimenti delle esercitazioni e delle metodologie applicate spiegati a lezione, inoltre dovrà comportarsi in maniera consapevole, critica ed interattiva riguardo agli argomenti trattati.
GENETICS - Classical and Molecular Genetics
The student during the exercises should be able to interact with the classmates in the exercises planned for groups, be able to effectively understand the in-depth analysis of the exercises and the applied methodologies explained in lesson, and must behave in a conscious, critical and interactive way for the Topics covered.
Genetica e Miglioramento Genetico Per l'Allevatore
Durante le attività pratiche il docente valuterà il comportamento degli studenti e la loro capacità di interazione con il Docente e con i compagni di corso tramite l'osservazione della correttezza delle attività svolte e valutando le proprietà di linguaggio dello studente.
Genetics, Animal Breeding and selection For the Breeder
During practical activities, the teacher will evaluate student behavior and their ability to interact with the teacher and their companions by observing the correctness of the activities and evaluating the student's language properties.
Genetica e Miglioramento Genetico Per l'Allevatore
Lo Studente deve avere conoscenze di base relative alle materie quali la Chimica la Biochimica e la Biologia
Genetics, Animal Breeding and selection For the Breeder
The student must to have basic knowledge of subjects such as Chemistry, Biochemistry and Biology
Genetica Per l'Allevatore
GENETICA - Genetica Classica e Molecolare
Didattica teorica: 50 ore lezioni (lectures) con ausilio di slides, materiale interattivo con sistema di autovalutazione dell'apprendimento da parte dello studente. Piattaforma Moodle Università di Pisa
Didattica pratica: 12 Ore Attività Pratica
Lavoro di gruppo con supervisione (Seminars): 2h
Approfondimento di tematiche affrontate nel corso delle lezioni frontali a partire da filmati e da materiale didattico informatizzato ed interattivo con possibilità di autovalutazione dell'apprendimento. Piattaforma Moodle dell’Università di Pisa
Lavoro di gruppo con supervisione (Seminars): 10 ore
Esercitazione presso il Laboratorio del "Polo Informatico 5 Piagge" mediante piattaforma informatizzata sistema MOODLE dell'Università di Pisa. Costituzione di un profilo genomico mediante Marcatori Genomici Microsatelliti e SNP Come da Protocollo ISAG International Society for Animal Genetics ed Attribuzione di un’identità genomica ad un individuo o ad un suo campione biologico ai fini del riconoscimento in caso di perizia o di certificazione di materiale seminale ai fini della fecondazione artificiale. Verifica dei test parentali effettuata mediante simulazioni computerizzate. Piattaforma Moodle dell’Università di Pisa.
Riconoscimento delle Razze canine ed attribuzione ai 10 Gruppi FCI mediante attività interattiva ed auto valutazione dell'apprendimento eseguita presso il "Polo Informatico 5 Piagge" mediante piattaforma informatizzata sistema MOODLE dell'Università di Pisa. Possibilità da parte dello Studente sia di esercitarsi in questa attività che di auto valutare la sua preparazione anche da remoto con qualsiasi device (PC, Tablet, Smartphone)
Miglioramento Genetico per l'Allevatore
Didattica teorica: 30 ore lezioni (lectures) con ausilio di slides, materiale interattivo con sistema di autovalutazione dell'apprendimento da parte dello studente. Piattaforma Moodle Università di Pisa
Didattica pratica: 16 Ore Attività Pratica Laboratorio di Informatica
GENETICS - Classical and Molecular Genetics
Lectures: 50 h lectures with the aid of slides, interactive material with a self-assessment system for learning by the student. Moodle platform University of Pisa
Practical Activities 12h
Practical activity at the "Polo Informatico 5" laboratory using the MOODLE system computerized platform of the University of Pisa. Constitution of a genomic profile by Microsatellite and SNP Genomic Markers as the ISAG International Society for Animal Genetics Protocol and Attribution of a genomic identity to an individual or biological sample for the purpose of recognition in the event of an expert report or certification of seminal material for the purpose of artificial insemination. Verification of parental tests carried out using computer simulations. 6h
Recognition of dog breeds and attribution to the 10 FCI Groups through interactive activities and self-assessment of learning performed at the "Polo Informatico 5 Piagge" through the computerized platform of the University of Pisa's MOODLE system.2h
Possibility for the Student to both practice this activity and self-evaluate his preparation even remotely with any device (PC, Tablet, Smartphone)
Practical Full-class Practice and Single Group with HBDD Molecular Dogs RIS Roma Certified in Searching for Missing Persons Actually in the Subject of the Program Concerning the Genetic Bases of Dog Sense of smell 2h
(Seminars): 2h Depth study of topics addressed during the lectures
Animal Breeding and selection For the Breeder
Lectures: 30 h lectures with the aid of slides, and interactive material with a self-assessment system for learning by the student. Moodle platform University of Pisa
Practical Activities 16h
Practical activity at the "Polo Informatico 5" laboratory using the MOODLE system computerized platform of the University of Pisa.
Genetica per l'Allevatore
(4h) Presentazione del programma del Corso di Genetica. Richiami sulla struttura, composizione chimica, e funzione degli acidi nucleici. L’organizzazione del DNA nei cromosomi. Dimensione dei Genomi delle Specie animali in produzione zootecnica e da compagnia. Contenuto del DNA Ripetuto, DNA a Sequenza Unica ed a Sequenza Ripetuta. Replicazione e Ricombinazione del DNA. Il Gene: struttura chimica, meccanismi d'azione, criteri di studio. La Trascrizione. Il codice genetico e la traduzione. La regolazione dell'espressione genica. Mutazioni geniche, mutazioni soppressore, tasso di mutazione, frequenza di mutazione. Come le mutazioni in un gene possono influenzare la sua espressione. Genetica molecolare Nozioni di base.
(4h) Tecniche di interazione con gli acidi Nucleici. Estrazione del DNA Genomico da substrati diversi. L'Elettroforesi su gel di Agarosio e su gel Di Poliacrilamide. Amplificazione in Vitro del DNA la tecnica della P.C.R. Polymerase Chain Reaction. Il Sequenziamento del DNA Metodica di Sanger. Automatizzazione della Metodica di Sanger il funzionamento dei Sequenziatori automatici del DNA. Esempi pratici delle applicazioni in campo cinotecnico delle tecniche laboratoristiche di interazione con gli acidi Nucleici.
(3h) L'individuo, Genotipo, Fenotipo. Le teorie dell'eredità. Le leggi di Mendel: Gli esperimenti di Mendel. I risultati degli incroci monoibridi, Interpretazione dei dati, Il quadrato di Punnett, ESPERIENZE DI POLIBRIDISMO. La teoria cromosomica dell’eredità. L’analisi del pedigree. Estensioni dell’analisi mendeliana Modalità ereditarie di singoli geni. La funzione delle Proteine Spiega il Fenomeno della Dominanza. Dominanza incompleta, Codominanza.
(4h) Penetranza ed Espressività, La polidattilia nei polli, Ambiente interno ed esterno, Età d’insorgenza, Sovradominanza. Allelia multipla. Modalità ereditaria dei Geni legati al Cromosoma X. Eredità Diandrica e Olandrica. Geni Pseudo Autosomici, Caratteri Influenzati dal Sesso. Caratteri Limitati dal Sesso. Alleli Letali nell' Uomo, nel Gatto e nel Cane. Effetti Pleiotropici dei Geni. Geni Modificatori ed interazioni Geniche. L'Epistasi, La Complementazione. Epistasi Recessiva nel colore del Mantello del Labrador. Ridondanza Genica. Fenomeni di Associazione Genica e Scambio. Il Concetto di Mappa Genetica.
(2h) Eredità Extranucleare non mendeliana. Effetto Materno, Eredità Epigenetica, Imprinting Genomico, Eredità Materna, il Genoma Mitocondriale ed il Genoma dei Cloroplasti modalità di trasmissione Ereditaria. Effetto Materno ed Eredità Materna, concetti a confronto. La Teoria dell'Endosimbiosi. Polimorfismi Genetici ed Origini dei Polimorfismi del DNA. Definizione di Polimorfismo Genetico,
6h) La Biodiversità. Definizione e livelli di Studio della Biodiversità: Genomico, di Specie, Ecosistemico. La Variabilità Genetica Definizione ed esempi. La Variabilità Genetica Da Canis Lupus Lupus a Canis Lupus Familiaris. Dalla domesticazione alla creazione delle razze canine moderne. Etnologia Canina. La Classificazione FCI delle razze canine in base alle caratteristiche morfo-funzionali ed attitudinali. L’importanza della suddivisione in gruppi delle razze canine e guida alla classificazione nei 10 Gruppi FCI. Le 16 Razze Canine Italiane.
(3h) I Marcatori Genomici STR, SNP e loro Utilizzo. Come si Costruisce un Profilo Genomico con i Marcatori STR e con i marcatori SNP. Come si Effettua un Test Parentale mediante marcatori STR e SNP. La Genetica Molecolare nelle procedure ENCI: Deposito e conservazione del Campione Biologico presso Laboratori accreditati. Profili Genomici e test parentali. La Genomica applicata alla tutela delle razze canine. Caso di Studio: l’importazione illegale di cuccioli. La Genomica forense applicata alla specie canina. Casi di Studio: Rapimento ed Uccisione di Un Bassotto. Rapimento e Sfruttamento di Un Lagotto Romagnolo.
2h) Le Basi Genetiche del comportamento canino e dei disturbi comportamentali.
2h) I geni che influenzano la lunghezza degli arti e della conformazione del cranio. Le razze Condrodisplastiche ed il ruolo del gene FGF4 nella lunghezza degli arti. Il ruolo del gene BMP3 nella conformazione del cranio nelle razze brachicefale.
(4h) Le basi genetiche della taglia e della conformazione corporea del cane. L'esempio dello studio effettuato nella razza Canina Portuguese Water Dog. Il Caso particolare del gene MSTN nella razza Canina Whippet. Associazioni tra dimensioni corporee e mutazioni presenti nei geni IRS4, ACSL4 e IGSF1 nelle diverse razze canine.
2h) Le basi genetiche della longevità del cane e la loro correlazione con la Taglia Corporea. La correlazione tra lunghezza dei telomeri e la longevità. QTL CFA 7; QTL CFA 8; QTL CFA 10; QTL CFA 15; QTL CFA 34; QTL CFA 23; QTL CFA 29; QTL CFA 9.
2h) Lo studio della base genetica delle malattie ereditarie del Cane. Management delle Malattie Genetiche. Anomalie cromosomiche. Patologie monogeniche ed approcci di studio. Patologie multifattoriali, multigeniche ed approcci di studio.
2h) Le Basi Genetiche dell'Olfatto del Cane. Il Polimorfismo dei geni dei ricettori olfattivi del cane. Il Ruolo dei Marcatori Genomici SNP e del loro Polimorfismo nella capacità discriminatoria delle diverse molecole odorifere. Il polimorfismo dei marcatori genomici SNP correlato con l'attitudine innata nel riconoscere particolari molecole olfattive.
(2h) Il ruolo dei geni IRS4, ACSL4 e IGSF1 nelle dimensioni corporee delle razze con peso maggiore ai 40Kg. I geni alla base della conformazione dell'orecchio e della lunghezza ed arricciamento della coda. I geni che influenzano le caratteristiche del Mantello. Il gene FOXI3 nella razza Chinese Crested. Mutazioni sul CFA18 e mantello della razza Rhodesian Ridgeback. Il gene RSPO2 e la caratteristica Furnishing nelle razze Schnauzer e Scottish Terrier. Il ruolo dei geni FGF5, RSPO2, KRT71 nelle razze nude. Il gene SGK3 e la non letalità nella razza nuda American Hairless Terrier analisi del pedigree
(2h) Mappaggio dei genomi complessi e la Mappa Genomica delle principali specie in produzione zootecnica e degli animali da compagnia Applicazioni Pratiche in campo zootecnico: M.Genetica, M.Cromosomica, M.Fisica, M.Comparata. Stato dell'arte della mappa genomica delle specie da compagnia. QUANTITATIVE TRAIT LOCI (QTL) GENI AD EFFETTO MAGGIORE, MARKER ASSISTED SELECTION/ MARKER ASSISTED INTROGRESSION (MAS/MAI) GENOTYPE ASSISTED SELECTION (GAS). RICERCA DI QTL MEDIANTE L’IMPIEGO DI MARCATORI GENOMICI.
(4h) IDENTIFICAZIONE DEI GENI RESPONSABILI DELLE PRINCIPALI MALATTIE EREDITARIE. Approccio dei MARCATORI MOLECOLARI per la ricerca delle basi genetiche delle patologie multifattoriali, Epilessia, Displasia dell'anca etc. Approccio del Gene Candidato il caso della PRA. Analisi Genome Wide Association Scan. Confronto analisi di Linkage analisi GWAS. l'esempio della PRA Atrofia Progressiva della Retina del cane. Malattie Tumorali. Le basi genetiche dei tumori correlati alla selezione attuata per il colore del mantello e della taglia corporea. il ruolo dei Test Genetici nell'allevamento del cane. Messa a punto di un test genetico ed utilizzo dei test genetici nella prevenzione della Comparsa di una Malattia a base genetica e nell'eradicazione della malattia in un allevamento.
(4h) Concetti alla base della Citogenetica Metodologie e criteri di studio dei cromosomi. Effetto Lyon Compensazione del Dosaggio genico, Corpo di Barr, le basi Molecolari dell'inattivazione del cromosoma X, Esempio della Colorazione del mantello nel gatto calico. Cariotipo ed Idiogramma delle specie da compagnia: Assetti cromosomici normali ed anomali. Aberrazioni cromosomiche. Alterazioni del numero: polisomie e poliploidie. Non disgiunzione meiotica e mitotica. Anomalie di struttura. Delezioni. Duplicazioni. Inversioni pericentriche e paracentriche. Traslocazioni reciproche e robertsoniane. Citogenetica Molecolare e moderne tecniche di studio dei cromosomi.
Didattica pratica: 12 Ore Attività Pratica
Lavoro di gruppo con supervisione (Seminars): 2h
Approfondimento di tematiche affrontate nel corso delle lezioni frontali
Lavoro di gruppo con supervisione (Seminars): 8 ore
Esercitazione presso il Laboratorio del "Polo Informatico 5 Piagge" mediante piattaforma informatizzata sistema MOODLE dell'Università di Pisa. Attribuzione di un profilo genomico ad un individuo. Verifica dei test parentali effettuati mediante Marcatori Genomici Microsatelliti. 6 ore
Esercitazione presso il Laboratorio del "Polo Informatico 5 Piagge" mediante piattaforma informatizzata sistema MOODLE dell'Università di Pisa. Il Riconoscimento delle Razze Canine modalità didattica interattiva con sistema di Autovalutazione 2 ore
Possibilità da parte dello Studente sia di esercitarsi in questa attività che di auto valutare la sua preparazione anche da remoto con qualsiasi device (PC, Tablet, Smartphone)
Didattica pratica che coinvolge animali (non clinical animal work) 2ore
Le Basi Genetiche del Fiuto ed i Cani Molecolari nella ricerca delle persone scomparse, analisi congiunta e strumenti per la multidisciplinarietà”
Programma di Miglioramento Genetico per l'Allevatore
Il Concetto di Specie ed il concetto di Razza. Richiami su come sono state create le moderne razze canine. Significato di Pool Genico. Il Pool Genico e suo utilizzo nella fondazione di una Razza. Genetica di Popolazione. Come cambia la Variabilità Genetica nel tempo e nello spazio. Determinazione della vulnerabilità genetica di una razza canina utilizzando i criteri sviluppati dalla . 2h
Comprendere la composizione genetica di una popolazione e le forze che determinano e modificano tale composizione. Genetica di Popolazione. Concetto di Frequenza Allelica e Frequenza genotipica. La Legge di Hardy Weimberg. Test dell’equilibrio di Hardy-Weinberg. 2h
Come si spiega la Variabilità genetica di una popolazione in termini di Meccanismi Genetici: selezione sessuale, accoppiamenti assortativi positivi e negativi nelle popolazioni naturali e confronto con gli accoppiamenti selettivi nella specie canina il concetto di Inbreeding, esempi sul cane. La Deriva Genetica, La Mutazione, Mutazioni Sinonime e non Sinonime, La Migrazione. 2h
L’ effetto “Collo di Bottiglia”, l’effetto Fondatore” Esempi condotti sulle razze canine. L’effetto sulla variabilità genetica delle popolazioni canine dei riproduttori “più Popolari e Vincitori di Gare di Bellezza o Bravura”. Concetti di Dimensione Effettiva di un Popolazione e di Numero effettivo. La Statistica di F di Wright e l’analisi della variabilità genetica nelle popolazioni 2h
I diversi obiettivi della Selezione adottati nelle razze Canine. Gli Schemi selettivi adottati nella Specie Canina ed i loro effetti sulla variabilità Genetica e fenotipica. Perchè è fondamentale individuare l’azione della selezione a livello genomico. 2h
I Libri genealogici. I pedigree. Concetti di Parentela e Consanguineità (Inbreeding) perché è importante conoscerli a scopi selettivi e per la salute genetica delle razze canine. Le misure di Base della Parentela, il Coefficiente di Kinship, Coefficiente di Wright. Calcolo Della Parentela Additiva e della Consanguineità: Il Metodo del “tracciare le Vie”, Il Metodo Tabulare, La Matrice di Parentela Additiva. Esempi sulle razze canine. Marcatori Microsatelliti (STR) e SNP e Parentela Genomica. 2h
I Caratteri Quantitativi nella specie canina. Classi fenotipiche di caratteri quantitativi e distribuzione dei fenotipi. Applicazione dei Concetti di: Media, Varianza e Deviazione Standard. Standardizzazione di una variabile. Concetti di Covarianza, Correlazione, Regressione. Analisi della Varianza. 2h
Varianza Genetica Additiva, Varianza Genetica di Dominanza Varianza Genetica di Interazione. Influenza della Variabilità ambientale su di un carattere quantitativo. Il Concetto i Ereditabilità. La stima dell’Ereditabilità. Concetto di Ripetibilità. Esempi sulle razze Canine.2h
Approfondimento sugli obiettivi della Selezione adottati nelle razze Canine: "Importanza del Ruolo dei Giudici ENCI nella messa a punto delle linee guida per la Selezione delle Razze Canine" 2h
Approfondimento sugli obiettivi della Selezione adottati nelle razze Canine: " L'ipertipo nelle razze canine. L' esempio dei Piccoli Molossoidi ed il lavoro dei Giudici ENCI nella correzione degli obiettivi della Selezione" 2h
Struttura genetica delle popolazioni
- Quantificare la consanguineità: dai pedigree alla genomica 1h
- GWAS: identificare i polimorfismi genetici associati ai fenotipi 1h
- Genome-enabled predictions dei fenotipi 2h
- Diagnosi assistita da computer: utilizzo di dati immagine 1h
Modelli lineari di selezione canina
Attività Pratica Totale 16 h
Didattica pratica a classe intera tenuta in modalità Informatizzata presso il Laboratorio di Informatica del Dipartimento
- Software and other tools
R/Rstudio, Python/ipynb, Plink, Admixture, Beagle
Data sources and preprocessing
- sequencing and genotyping technologies
- data quality: filtering and imputation of missing data
- calculating the kinship matrix
Breeding and selection
- estimating variance components, heritability, and genetic correlations between phenotypes
- models for EBVs/GEBVs
- basic models for GWAS (genome-wide association study)
- a primer to post-GWAS analysis
- models for genomic predictions
Genetic diversity and inbreeding
- estimating genetic parameters: heterozygosity, inbreeding, linkage disequilibrium
- runs of homozygosity and HRR (heterozygosity-rich regions)
- principal components analysis (PCA)
- population genetic structure and clustering
Advanced applications
- models for image recognition and computer-assisted diagnosis
GENETICS for the Breeder
Lectures: 50 h by using PowerPoint slides
4h Introduction to the Genetics Course program.Nucleic Acids Structure, chemical composition, and function. The DNA organization in chromosomes. Size of Animal Genomes for Livestock species and dog.DNA Single-Sequence and Repeated Sequence. DNA Replication and Recombination. The Transcription. The Gene: Chemical structure, mechanisms of action, study criteria.The genetic code and the translation. The regulation of gene expression. Gene mutations, suppressor mutations, mutation rate, mutation frequency. How mutations in a gene can affect its expression.
4h Molecular Genetics Basics. Techniques of interaction with Nucleic Acids. Genomic DNA extraction from different substrates. The Electrophoresis on Agarose and Poliacrilamide Gel. DNA in vitro amplification by P.C.R. Polymerase Chain Reaction. DNA Sanger's Sequencing Methodical. Automation of Sanger Methodology The Automatic DNA Sequencers. Practical examples of applications in the canine field of laboratory techniques of interaction with Nucleic acids.
3h The Individual, Genotype, Phenotype. Theories of inheritance. Mendel's Laws: Mendel's Experiments, Mono-hybrid Cross, Data Interpretation, Punnett's Square, POLYRIDISM EXPERIENCES. The chromosomal theory of inheritance. Pedigree analysis. Extensions of the Mendelian Analysis, Heredity of Individual Genes. Protein Function Explains Dominance Phenomenon. Incomplete Dominance, Co-dominance.
4h Penetrance and Expression, Chickens Polydactyly, Environment Internal, and External, Age of Onset, Over-dominance. Multiples alleles. Inheritance of X-linked Genes. Diandria and Olandic inheritance. Pseudo Autosomal Genes, Sex Influenzed Genes. Sex Limited Genes. Lethal Alleles in Man, Sheep, Pig, Horse, Cat, and Dog. Pleiotropic Effects of Genes. Genes Modifiers and Genics Interactions. Epistasis, Complementation. Recessive Epistasis in the Labrador Breed Coat Color. Genic redundancy. Genic linkage and Exchange. The Genetic Map Concept.
2h Extranuclear non-Mendelian inheritance. Maternal Effect, Epigenetic inheritance, Genomic Imprinting, Maternity, The Mitochondrial and Chloroplast Genome Transmission Mode. Concepts Comparation of Maternal Effect and inheritance Maternal. The Endosymbiosis Theory. Genetic Polymorphisms and Origins of DNA Polymorphisms. Definition of Genetic Polymorphism
6h Biodiversity. Definition and different Levels of Study: Genomic, Species, Ecosystemic. Genetic Variability Definition and examples. Genetic Variability From Canis Lupus Lupus to Canis Lupus Familiaris. From domestication to the creation of modern dog breeds. Canine Ethnology. The FCI classification of dog breeds is based on morpho-functional and attitudinal characteristics. The importance of subdividing dog breeds into 10 different groups and a guide to the classification of the 10 FCI Groups. The 16 Italian Dog Breeds focus.
3h Genomic Markers SNP and STR Their Use. How to Build a Genomic Profile with STR Markers and SNP Markers. How to Perform a Parental Test using STR and SNP markers. Molecular Genetics in ENCI procedures: Storage and conservation of the Biological Sample at accredited laboratories. Genomic Profiles and Parental Tests. Genomics is applied to the protection of dog breeds. Case Study: the illegal import of puppies. Forensic genomics applied to the canine species. Case Studies: The Kidnapping and Killing of a Dachshund. Kidnapping and Exploitation of a Lagotto Romagnolo.
2h The genetic basis of canine behavior and behavioral disorders.
2h The genes that influence the length of the limbs and the conformation of the skull. Chondrodysplastic races and the role of the FGF4 gene in limb length. The role of the BMP3 gene in the conformation of the skull in brachycephalic breeds.
4h The genetic basis of dog size and body conformation. The example of the study carried out in the Portuguese Water Dog breed. The particular case of the MSTN gene in the Whippet dog breed. Associations between body size and mutations present in the IRS4, ACSL4 and IGSF1 genes in different dog breeds.
2h The genetic basis of dog longevity and their correlation with body size. The correlation between telomere length and longevity. QTL CFA 7; QTL CFA 8; QTL CFA 10; QTL CFA 15; QTL CFA 34; QTL CFA 23; QTL CFA 29; QTL CFA 9.
2h The study of the genetic basis of dog hereditary diseases. Management of Genetic Diseases. Chromosomal anomalies. Monogenic diseases and study approach. Multifactorial, multigenic diseases and study approaches.
2h The Genetic Bases of the Dog's Smell. Polymorphism of the olfactory receptor genes of the dog. The Role of SNP Genomic Markers and their Polymorphism in the discriminatory capacity of the different odoriferous molecules. The polymorphism of SNP genomic markers correlates with the innate ability to recognize particular olfactory molecules.
2h The role of the IRS4, ACSL4 and IGSF1 genes in the body size of breeds weighing more than 40Kg. The genes underlying the conformation of the ear and the length and curl of the tail. The genes that influence the characteristics of the Coat. The FOXI3 gene in the Chinese Crested breed. Mutations on the CFA18 and coat of the Rhodesian Ridgeback breed. The RSPO2 gene and the Furnishing trait in Schnauzer and Scottish Terrier breeds. The role of FGF5, RSPO2, KRT71 genes in naked breeds. The SGK3 gene and non-lethality in the American Hairless Terrier nude breed pedigree analysis
2h Mapping of complex genomes and the Genomic Map of the main species in zootechnical production and of companion animals. State of the art of the genomic map of pet species. QUANTITATIVE TRAIT LOCI (QTL) MAJOR EFFECT GENES, MARKER ASSISTED SELECTION / MARKER ASSISTED INTROGRESSION (MAS / MAI) GENOTYPE ASSISTED SELECTION (GAS). RESEARCH OF QTL THROUGH THE USE OF GENOMIC MARKERS.
4h IDENTIFICATION OF THE GENES RESPONSIBLE FOR THE MAIN HEREDITARY DISEASES. The approach of MOLECULAR MARKERS for the research of the genetic bases of multifactorial pathologies, Epilepsy, Hip dysplasia, etc. The "Gene candidate approach", the case study of the PRA Progressive Retinal Dog Atrophy. Cancer Diseases. The genetic basis of tumors is related to the selection made for coat color and body size. the role of genetic tests in dog breeding. Development of a genetic test and use of genetic tests in the prevention of the appearance of a genetic-based disease and in the eradication of the disease on a farm.
4h Concepts of Cytogenetics, Methodologies, and criteria for studying chromosomes. Lyon Effect Compensation of Gene Assay, Barr Body, the Molecular Basis of X-chromosome Inactivation, Example of Coat Coloration in the Calico Cat. Karyotype and Idiogram of pet species: Normal and abnormal chromosomal arrangements. Chromosomal aberrations. Alterations in the number: polysomies and polyploidies. Meiotic and mitotic nondisjunction. Structure anomalies. Deletions. Duplications. Pericentric and paracentric inversions. Reciprocal and Robertsonian translocations. Molecular cytogenetics and modern chromosome study techniques.
Practical Activities 12 h
Practical activities at the Laboratory using the MOODLE system of the University of Pisa. Constitution and attribution of a genomic profile to an individual. Verification of parental tests performed using Microsatellite Genomic Markers. 6 h
Practical activities at the Laboratory using the MOODLE system of the University of Pisa. The Recognition of Dog Breeds interactive teaching method with self-assessment system 2 h
Practical Full-class Practice and Single Group with HBDD Molecular Dogs RIS Roma Certified in Searching for Missing Persons Actually in the Subject of the Program Concerning the Genetic Bases of Dog Slain 2 h
Depth study of topics addressed during the lectures 2h
Program course of Animal Breeding and selection For the Breeder
The concept of species and the concept of breed. Recap how modern dog breeds were created. Meaning of gene pool. The genetic Pool and its use in the creation of a breed. Population genetics. How genetic variability changes over time and space. Determination of genetic vulnerability of a canine breed using criteria developed by FAO. 2h
Understand the genetic composition of a population and the forces that determine and modify that composition. Population genetics. Concept of Allele Frequency and Genotypic Frequency. Hardy Weimberg's Law. Hardy-Weinberg equilibrium test. 2h
How to explain the Genetic Variability of a population in terms of Genetic Mechanisms: sexual selection, positive and negative assortative mating in natural populations and comparison with selective mating in the canine species the concept of Inbreeding, examples on the dog. Genetic Drift, Mutation, Synonymous and non-Synonymous Mutations, Migration. 2h
The “Bottleneck” effect, the Founder effect” Examples on dog breeds. The effect on the genetic variability of the dog populations of the "Most Popular and Winners of Beauty or Bravura Contests". Concepts of Effective Size of a Population and Effective Number. Wright's F Statistics and the analysis of genetic variability in populations 2h
The different objectives of the Selection adopted in the Canine breeds. The selective schemes adopted in the Canine Species and their effects on the Genetic and phenotypic variability. Because it is essential to identify the action of selection at the genomic level. " 2h
The Stud books. The pedigrees. Concepts of Kinship and Consanguinity (Inbreeding) because it is important to know them for selective purposes and for the genetic health of dog breeds. Basic Kinship Measures, Kinship Coefficient, Wright Coefficient. Calculation of Additive Kinship and Inbreeding: The Tracing the Paths Method, The Tabular Method, The Additive Kinship Matrix. Examples of dog breeds. Microsatellite Markers (STR) and SNP and Genomic Kinship. 2h
The Quantitative Traits in the canine species. Phenotypic classes of quantitative traits and distribution of phenotypes. Application of the Concepts of: Mean, Variance and Standard Deviation. Standardization of a variable. Concepts of Covariance, Correlation, Regression. Analysis of Variance. 2h
Genetic Additive Variance, Genetic Variance of Dominance Genetic Variance of Interaction. Influence of environmental variability on a quantitative trait. The Concept of Heritability. Heritability estimation. Repeatability concept. Examples in dog breeds 2h
In-depth analysis on the objectives of the Selection adopted in the Dog Breeds: "Importance of the Role of the ENCI Judges in the development of the guidelines for the Selection of the Dog Breeds" 2h
In-depth analysis on the objectives of the Selection adopted in the Canine breeds: "The hypertype in the dog breeds. The example of the Small Molossers and the work of the ENCI Judges in correcting the objectives of the Selection"2h
Using population genomic data
Linear models for dog breeding and genetic structure of populations
Using individual genomic data
- Quantify inbreeding: from pedigrees to genomics 1h
- GWAS: identify genetic polymorphisms associated with phenotypes 1h
- Genome-enabled predictions of phenotypes 2h
- Computer-assisted diagnosis: using image data 1h
Practical Activities Total 16 h
Practical whole-class teaching held in computerized mode at the Computer Laboratory of the Department
- Software and other tools
R/Rstudio, Python/ipynb, Plink, Admixture, Beagle
Data sources and preprocessing
- sequencing and genotyping technologies
- data quality: filtering and imputation of missing data
- calculating the kinship matrix
Breeding and selection
- estimating variance components, heritability and genetic correlations between phenotypes
- models for EBVs/GEBVs
- basic models for GWAS (genome-wide association study)
- a primer to post-GWAS analysis
- models for genomic predictions
Genetic diversity and inbreeding
- estimating genetic parameters: heterozygosity, inbreeding, linkage disequilibrium
- runs of homozygosity and HRR (heterozygosity-rich regions)
- principal components analysis (PCA)
- population genetic structure and clustering
Advanced applications
- models for image recognition and computer-assisted diagnosis
GENETICA Per L' Allevatore
Biologia Volume 2 GENETICA di Robert J. Booker e A. Russo McGraw-Hill Education (Italy) srl
Il Materiale relativo alle lezioni tenute ed alle esercitazioni, nonchè la bibliografia più attuale relativa agli argomenti trattati durante il corso sono a disposizione dello studente in formato PDF presso la piattaforma Elearning del Dipartimento di Scienze Veterinarie. https://elearning.vet.unipi.it/
Biologia Vol 2 L' Ereditarietà ed il Genoma di David Sadava, David M Hillis H. Craiig Heller e Sally Hacker
Zanichelli Editore quinta Edizione Italiana condotta sull'11ma edizione Americana.
eBook Multimediale Scaricabile con capitoli interattivi e Filmati visionabili anche da Smartphone
Miglioramento Genetico Per L'allevatore
GENETICS For the Breeder
Bology vol 2 Genetics Robert J. Booker e A. McGraw-Hill Education (Italy) srl
The material for lessons and exercises, as well as the most current bibliography on the subjects covered during the course, are available to the student in PDF format at the Elearning Platform of the Department of Veterinary Sciences. https://elearning.vet.unipi.it/
"Life: The Science of Biology" 11Edition 2017 by Oxford University Press
David Sadava, David M Hillis H. Craiig Heller and Sally Hacker
Downloadable Multimedia eBook with interactive chapters and movies that can also be viewed from a Smartphone
Animal Breeding and selection For the Breeder
GENETICA e MIGLIORAMENTO GENETICO PER L'ALLEVATORE
Reperire il programma online e mettersi in contatto con il docente via mail.
roberta.ciampolini@unipi.it
GENETICS ANIMAL BREEDING AND SELECTION FOR THE BREEDER
Contact the Teacher via email roberta.ciampolini@unipi.it.
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GENETICA e MIGLIORAMENTO GENETICO PER L'ALLEVATORE
La prova di Esame viene effettuata in modalità informatizzata presso il Polo Tecnologico 5 Dell'Università di Pisa su Piattaforma informatizzata Moodle dell'Università di Pisa. Il compito è composto da Domande a risposta multipla ed in formato chiuso.
(Secondo le Modalità stabilite dall' Università di Pisa per il distanziamento e la protezione degli Studenti dal Covid 19)
Final exam
GENETICS ANIMAL BREEDING AND SELECTION FOR THE BREEDER
The Exam Testing is performed in the computerized form at the Computerized Laboratory of the Polo Infomatico Piagge using the Moodle computerized platform of the University of Pisa. The task is composed of multiple-choice and closed-ended questions.
(According to the procedures established by the University of Pisa for the distancing and protection of students from Covid 19)
Codice di accesso al corso su Meet: iuuh2bp
GENETICA e MIGLIORAMENTO GENETICO PER L'ALLEVATORE
http://lbg.vet.unipi.it/
http://www.enci.it/
Meet course access code: iuuh2bp
GENETICS ANIMAL BREEDING AND SELECTION FOR THE BREEDER
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GENETICA e MIGLIORAMENTO GENETICO PER L'ALLEVATORE
Ricevimento Studenti su appuntamento richiesto e concordato tramite messaggio email al Docente
GENETICS ANIMAL BREEDING AND SELECTION FOR THE BREEDER
Receiving Students by appointment requested and agreed by email to the Teacher
