CdSBIOTECNOLOGIE VEGETALI E MICROBICHE
Codice002EG
CFU9
PeriodoPrimo semestre
LinguaItaliano
Fornire agli studenti le principali conoscenze relative ai sistemi colturali, fattori della produzione e tecniche agronomiche, con particolare riferimento all’avvicendamento colturale, la lavorazione dei terreni, la concimazione minerale e organica, il controllo delle piante infestanti, l’irrigazione, al fine di fornire indicazioni sulle tecniche colturali e sui i programmi di miglioramento genetico di specifici caratteri a forte implicazione agronomica ed alimentare. Gli studenti verranno istruiti sulle principali tecniche di propagazione delle piante di interesse agrario, incluso la propagazione in vitro, e l’utilizzo delle piante comcomprendere le principali problematiche e “biofactory” mettendo in evidenza le finalità, i problemi, le procedure e i benefici che ne conseguono. Fornire le conoscenze su alcuni aspetti biotecnologici per lo studio dei processi genetico-molecolari che regolano la produzione e la composizione organolettica, con particolare riferimento alla produzione dei metaboliti di interesse alimentare (nutraceutico e biofortification), farmaceutico e per il risanamento ambientale (phytoremediation).
The student who completes the course successfully will be able to demonstrate a solid knowledge of the main issues related to crop productions and biotechnologies applied along the whole processes of crop production. He or she will acquire basic knowledge of agricultural systems, field crops, fundamental of agro-ecosystem structure and operating principles, differences among agricultural techniques, cropping system and farming systems, physical components of the agro-ecosystem, agricultural input management, principles on architecture and life cycle of fruit trees and relative plant propagation techniques, fruit development and control of fruiting and production, molecular markers for fruit trees varietal, genetic improvement and functional characterization of genes involved in fruit organoleptic composition, alternative cropping systems for the production of metabolites of interest in food, pharmaceutical and for environmental remediation, main techniques of in vitro cultures.
The student who completes the course successfully will be able to demonstrate a solid knowledge of the main issues related to crop productions and biotechnologies applied along the whole processes of crop production. He or she will acquire basic knowledge of agricultural systems, field crops, fundamental of agro-ecosystem structure and operating principles, differences among agricultural techniques, cropping system and farming systems, physical components of the agro-ecosystem, agricultural input management, principles on architecture and life cycle of fruit trees and relative plant propagation techniques, fruit development and control of fruiting and production, molecular markers for fruit trees varietal, genetic improvement and functional characterization of genes involved in fruit organoleptic composition, alternative cropping systems for the production of metabolites of interest in food, pharmaceutical and for environmental remediation, main techniques of in vitro cultures.
Verifica finale orale obbligatoria con discussione sull’eventuale relazione dello studente e sulle attività svolte nel corso e nelle esercitazioni. Voto in trentesimi.
modulo Applicazioni Biotecnologiche
La verifica delle conoscenze sarà oggetto della valutazione dell'elaborato scritto fornito dal singolo studente all'inizio della sua prova d'esame
Final oral exam with oral discussion on the eventual student report on specific research activities relevant for the subject of the course unit.
During the oral exam the student must be able to demonstrate his/her knowledge of the course material and be able to discuss the reading matter thoughtfully and with propriety of expression. With the eventual oral discussion on the report the student must demonstrate the ability to approach a circumscribed research problem, and organise an effective exposition of the results.
During the oral exam the student must be able to demonstrate his/her knowledge of the course material and be able to discuss the reading matter thoughtfully and with propriety of expression. With the eventual oral discussion on the report the student must demonstrate the ability to approach a circumscribed research problem, and organise an effective exposition of the results.
Methods:
- Final oral exam
Further information:
Oral discussion on the eventual student report on specific research activities relevant for the subject of the course unit.
Al termine del corso sarà in grado di affrontare discussioni sulle principali problematiche delle priduzioni vegetali e individuare le possibili soluzioni di tipo biotecnologico per poter migliorare i sistemi agricoli. Inoltre sartà in grado di:
- lo studente saprà utilizzare il software office o iwork per la progettazione della relazione scritta e presentazione orale dell'argomento concordato con il docente;
- lo studente sarà in grado di svolgere una ricerca e analisi delle fonti : utilizzo di motori di ricerca scientifici scopus, pubmed, sci finder, google scholar;
- lo studente sarà in grado di presentare in una relazione scritta i risultati dell'attività progettuale svolta nell'ambito del progetto concordato con il docente
A
At the end of the course the student will be able to discuss the main issues plant production and identify possible biotechnological solutions to improve agricultural systems.
The student will be to conduct research and analysis of the sources (use of search engines, scopus, pubmed, sci finder, google scholar) and to present in a written report the results of the project activity carried out within the project agreed with the teacher.
Discussione con lo studente su casi pratici al fine di verificare la sua capacità di individuare le problematiche di un sistema agricolo e suggerirne un possibile supporto di tipo biotecnologico, la sua capacità a documentarsi, preparare, scrivere e presentare una relazione che riporti i risultati dell'attività di progetto concordato con il docente.
Al termine del modulo APPLICAZIONI BIOTECNOLOGICHE
Saranno accertate le capacità dello studente di documentarsi, preparare, scrivere e presentare una relazione che riporti i risultati dell'attività di progetto concordato con il docente. la presentazione verrà effettuata con l'ausilio di mezzi audiovisivi
Discussion about a practical case studies in order to verify its ability to identify the problems of an agricultural system and suggest a possible biotechnological support, its ability to document, prepare, write and present a report that reports the results of the " Project activities agreed with the teacher.
Lo studente potrà acquisire e/o sviluppare sensibilità alle problematiche inerenti le problematiche dei sistemi agricoli e le possibili soluzioni biotecnologie a basso impatto ambientale.
modulo APPLICAZIONI BIOTECNOLOGICHE
Lo studente potrà acquisire e/o sviluppare sensibilità alle problematiche inerenti le applicazioni delle biotecnologie verdi: sviluppo in campo farmaceutico, applicazioni in campo nutraceutico, di alimentazione e biofortification, di bonifica ambientale
The student will be able to acquire and / or develop sensitivity to issues related to agricultural system issues and possible low environmental impact biotechnology solutions.
Durante l'esame finale e le sessioni di laboratorio saranno valutati il grado di padronandza, accuratezza e precisione delle attività svolte.
During the final exam and laboratory sessions, the degree of accuracy and precision of the activities will be evaluated
Non è richiesta l'indicazione di eventuali propeduticità consigliate o obbligatorie ma un elenco di argomenti ritenuti utili/necessari: fisiologia vegetale, biologia vegetale, nozioni di base di biologia molecolare.
modulo APPLICAZIONI BIOTECNOLOGICHE
Non è richiesta l'indicazione di eventuali propeduticità consigliate o obbligatorie ma un elenco di argomenti ritenuti utili/necessari: fisiologia vegetale, biologia vegetale, nozioni di base di biologia molecolare.
It is not required to indicate any recommended or mandatory propedeutics but a list of topics considered useful / necessary: plant physiology, plant biology, molecular biology basics.
E' consigliabile seguire gli altri insegnamenti paralleli (del I semestre I anno) : Composti bioattivi e nutraceutica e Biotecnologie genetiche.
It is advisable to follow the other parallel courses (I semester I year): Bioactive Compounds and Nutraceuticals and Genetic Biotechnologies.
Questo modulo costituisce un requisito consigliato per i corsi successivi Fisiologia vegetale e proteomica, Genomica e fondamenti di nutrigenomica
This course is a recommended requirement for subsequent courses Plant and Proteomics Physiology, Genomics and Nutrigenomic Fundamentals
- lezioni frontali, con ausilio di slides/filmati
- le esercitazioni in laboratorio si effettuano in laboratorio specifico: per laboratorio di colture in vitro per la micropropagazione e infiltrazione con Agrobacterium ogni singolo studente effettua il proprio piano sperimentale. Piccoli gruppi sono formati per prove di laboratorio su biofortification e su phytoremediation .
- tipo di strumenti di supporto: sono organizzati seminari di appronfondimento con docenti e ricercatori di altre istituzioni, nazionali e/o straniere
- sono impiegati siti web per la ricerca bibliografica er approfondimento (es.: siti web, seminari, ecc.)
- Un personale interno di supporto per sviluppare la tematica di phytoremediation
- il sito di elearning del corso viene prevalentemente impiegato per scaricamento materiali didattici, comunicazioni docente-studenti
- l' interazione tra studente e docente è assicurata mediante posta elettronica per concordare appuntamenti, calendarizzaione orario di ricevimento)
- non sono previste prove intermedie
- uso parziale di lingua inglese : per la consultazione di riviste necessarie alla preparazione del progetto concordato. Uso di slides in inglese qualora tratte da articoli pubblicati sui riviste internazionali
Delivery: face to face
Learning activities:
- attending lectures
- participation in seminar
- preparation of oral/written report
- participation in discussions
- individual study
- Laboratory work
- Bibliography search
Attendance: Advised
Teaching methods:
- Lectures
- Seminar
- Task-based learning/problem-based learning/inquiry-based learning
- laboratory
Delivery: face to face
Attendance: Advised
Learning activities:
- attending lectures
- participation in seminar
- preparation of oral/written report
- participation in discussions
- individual study
- Laboratory work
- Bibliography search
Teaching methods:
- Lectures
- Seminar
- Task-based learning/problem-based learning/inquiry-based learning
- laboratory
MODULO: Sistemi Agricoli e Fondamenti di produzioni vegetali 6 CFU (Marco Mazzoncini ,Claudio D’Onofrio)
Sistemi agricoli 3 CFU (Marco Mazzoncini)
Struttura del sistema agricolo nazionale. Le principali colture erbacee di pieno campo, areali di coltivazione, produttività, qualità delle produzioni, utilizzazione. Nozioni di base sulla composizione e sul funzionamento degli agro-ecosistemi; concetto di tecniche agronomiche, sistemi colturali sistemi agricoli. Le caratteristiche del biotopo (terreno, acqua, clima). La gestione dei fattori della produzione: l’avvicendamento colturale, la lavorazione dei terreni, la concimazione minerale e organica, il controllo delle piante infestanti, l’irrigazione.
Fondamenti di produzioni vegetali 3 CFU (Claudio D’Onofrio)
Principi sulla struttura, architettura e ciclo vitale degli alberi da frutto. Principali tecniche di propagazione delle piante di interesse agrario, con particolare riferimento alla propagazione vegetativa, e l’utilizzo delle colture in vitro quale strumento per la propagazione clonale (micropropagazione, recupero di embrioni immaturi, embriogenesi somatica, semi artificiali, conservazione del germoplasma). Sviluppo del frutto e controllo della fruttificazione e della produzione. Alcuni aspetti di genetica molecolare applicata alle specie arboree da frutto: impiego dei marcatori molecolari per l’identificazione varietale e clonale, QTL e miglioramento genetico, caratterizzazione funzionale di geni coinvolti nella composizione organolettica della frutta. Saranno esaminati casi di studio dei quali saranno messi in evidenza gli obiettivi, i vantaggi e i possibili problemi derivanti dalla applicazione delle diverse procedure.
MODULO: Applicazioni biotecnologiche 3 CFU (Laura Pistelli)
1- Peculiarità delle cellule vegetali per la proliferazione di tessuti e organi: concetto di totipotenza, multipotenza, unipotenza e differenziamento. 2- principali tecniche di colture in vitro (uso di colture solide e in sospensione, compreso le scale-up con bioreattore. 3- varie metodologie per la trasformazione genica di cellule vegetali: ruolo dei geni vir per la infezione con Agrobacterium . 4- Fornire le conoscenze fondamentali sui sistemi colturali alternativi per la produzione di metaboliti di interesse alimentare 5- sistemi colturali e biotecnologici per la biofortification- 6- uso di cellule vegetali o alghe per "biofactory" e loro pplicazioni in campo farmaceutico, nutraceutico- 7- sistemi per il risanamento ambientale (phytoremediation): uso di piante e alghe.
Le esercitazioni prevedono la realizzazione di protocolli colturali con scopo di biofortification (tecniche idroponiche), phytoremediation (colture di piante erbacee o alghe) di micropropagazione e di biomasse (calli, sospensioni cellulari) produzione di hairy rotos per produzione di metaboliti specifici. Uso di tecnologie informatiche per approfondire lo studio sugli argomenti trattati.
MODULO: Agricultural systems and Fundaments of plant productions
Agricultural systems. The course will deal with: (i) national agricultural systems; (ii) field crops: cultivation areas, productivity, quality and final utilization; (iii) fundamental of agro-ecosystem structure and operating principles; differences among agricultural techniques, cropping system and farming systems; (iv) physical components of the agro-ecosystem (soil, water and climate); (v) agricultural input management: crop rotation, soil tillage, mineral and organic fertilization, weed control, irrigation.
Fundaments of plant productions. Principles on the structure, architecture and life cycle of fruit trees. Main plant propagation techniques of agricultural interest, with particular reference to vegetative propagation, including nursery activities, and the use of in vitro cultures as an instrument for clonal propagation (micropropagation, recovery of immature embryos, somatic embryogenesis, artificial seed germplasm preservation). Fruit development and control of fruiting and production. Some aspects of molecular genetics applied to fruit tree species: molecular markers for varietal and clonal identification, QTL, genetic improvement and functional characterization of genes involved in fruit organoleptic composition. Will be examined case studies of which will be highlighted objectives, advantages and possible problems arising from the application of the different procedures.
MODULO: Biotechnological applications
Peculiarities of plant cells for the proliferation of tissues and organs: concept of totipotency, multipotency, unipotency and differentiation. 2- in vitro culture: main techniques (use of solid and suspension cultures, including bioreactor scale-ups) 3 - methods of genetic modification for plant cells; the role of vir genes for the infection with Agrobacterium 4 - Provide basic knowledge on alternative crop systems for the production of metabolites of food interest 5. Cultivation and biotechnology systems for biofortification- 6 use of plant cells or algae for biofactory and their pharmaceutical, nutraceutical purposes 7 systems for Environmental phytoremediation: use of plants and algae.
The exercise in the laborarotry provide the production of culturing protocols for the purpose of biofortification, phytoremediation (herbaceous plant cultures or algae) of micropropagation and biomass (calluses, cellular suspensions) production of hairy rotos for the production of specific metabolites. Use of computer technology to deepen the study on the topics discussed.
The couse provides the main knowledge related to cropping systems, factors of production and agronomic techniques, with particular reference to crop rotation, soil tillage, mineral and organic fertilization, weed control, irrigation, in order to provide guidance on cultivation techniques and programs for genetic improvement of specific agronomic characters strong implication and food. Educate students on the main plant propagation techniques for plants of agricultural interest, including in vitro propagation and utilization of plants as "biofactory" highlighting the purposes, problems, procedures and benefits. Provide knowledge on some biotechnological aspects to study molecular genetic processes that regulate the production and organoleptic composition of products, with particular reference to the production of metabolites of interest for nutrition (nutraceutical and biofortification), pharmaceutical and environmental remediation (phytoremediation).
MODULO: Sistemi agricoli e Fondamenti di produzioni vegetali
Testi consigliati
Arboricoltura generale. Pàtron. Ottobre 2012
MODULO: Applicazioni biotecnologiche
Testi consigliati
Rao R, Leone A- Biotecnologie e genomica delle piante. Idelson –Gnocchi ed. 2014.
Pasqua G. et al. Biologia cellulare & biotecnologie vegetali, Padova, Piccin. 2011.
Segnalazione di alcune riviste di consultazione:Trends in plant science, Trends in Biotechnology, Critical review in Plant sicence, Critical review in Biotechnology, Plant Cell, Plant Physiology, Nature
MODULO: Sistemi agricoli e Fondamenti di produzioni vegetali
Testi consigliati
Arboricoltura generale. Pàtron. Ottobre 2012
MODULO: Applicazioni biotecnologiche Sitemi agricoli e Fondamenti di produzioni vegetali
Testi consigliati
Rao R, Leone A- Biotecnologie e genomica delle piante. Idelson –Gnocchi ed. 2014.
Pasqua G. et al. Biologia cellulare & biotecnologie vegetali, Padova, Piccin. 2011.
Recommended reading includes the following works: pdf of face-to-face lectures. Further bibliography will be indicated.
Recommended reading includes the following works: pdf of face-to-face lectures. Further bibliography will be indicated.
Verifica finale orale obbligatoria Voto in trentesimi.
L'esame finale prevede un colloquio orale del modulo SISTEMI AGRICOLI E FONDAMENTI DI PRODUZIONI VEGETALI.
Per il modulo APPLICAZIONI BIOTECNOLOGICHE è prevista la presentazione orale con ausilio di mezzi audiovisivi inerente il progetto scritto presentato, su un argomento specifico concordato con il docente. Il docente si riserva di porre domande di approfondimento sull'argomento scelto.
Mandatory final oral examination Voting in thirty-eight.
The final exam is for an oral interview of the AGRICULTURAL SYSTEMS AND BASICS OF VEGETABLE PRODUCTION.
For the BIOTECHNOLOGICAL APPLICATION module, the oral presentation will be provided with audiovisual media on the written project submitted, on a specific topic agreed with the teacher. The teacher reserves the right to ask questions about the topic chosen.
Work placement in field crops and applied biotechnology laboratories.