Genetica Agraria

Oggetto:

Genetica Agraria

Oggetto:

Anno accademico 2009/2010

Codice dell'attività didattica

FAR0137B

Docente

Piero Belletti (Titolare del corso)

Corso di studi

[f003-c701] laurea in tecniche erboristiche - a savigliano

Anno

1° anno

Tipologia

Di base

Crediti/Valenza

SSD dell'attività didattica

AGR/07 - genetica agraria

Oggetto:

Obiettivi formativi

Fornire agli studenti conoscenze di base per la comprensione dei meccanismi di trasmissione dei caratteri e sulle principali tecniche, di tipo dia tradizionale che biotecnologico, finalizzate al miglioramento genetico delle specie di interesse officinale.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Conoscenze sulle modalità di trasmmissione dei caratteri ereditari. Capacità di valutare criticamente le potenzialità, i rischi e i benefici delle manipolazioni genetiche sulle specie vegetali di interesse agrario.

Oggetto:

La struttura degli acidi nucleici. Il DNA. La replicazione del DNA. Vari tipi di RNA. Il codice genetico e la sintesi delle proteine. Struttura e organizzazione dei cromosomi. Il cariotipo. I processi di divisione cellulare. Il crossing-over e i suoi effetti genetici. (3 ore)

Eredità mendeliana. Geni e alleli. Omozigosi ed eterozigosi. Genotipo e fenotipo. Dominanza e segregazione. Segregazione indipendente. Autofecondazione e progresso verso l’omozigosi. Allelia multipla. Associazione e ricombinazione. Le mappe genetiche. (6 ore)

Determinazione del sesso: ambientale, monogenica, cromosomica. Sistemi XO, XY, WZ. Eredità dei caratteri legati al sesso. Eredità extracromosomica: effetto materno, eredità plastidiale e citoplasmatica. (3 ore)

Eredità dei caratteri quantitativi. Alleli plus e minus. Effetto dell’ambiente e concetto di additività. Segregazione trasgressiva. Scomposizione della variabilità fenotipica. Ereditabilità. Progresso genetico e risposta alla selezione. (3 ore)

Mutazioni spontanee e indotte. Mutazioni genomiche, geniche e cromosomiche. Aploidia e poliploidia. Mutagenesi. (3 ore)

L’origine della vita: evoluzione chimica ed evoluzione biologica. Lotta per la sopravvivenza e selezione dei più adatti. Concetto di specie. Modalità di speciazione. Meccanismi di isolamento (geografico, ecologico, stagionale, etologico, gametico, formazione di ibridi non vitali). Origine della variabilità genetica: mutazioni, ricombinazione sessuale, poliploidizzazione. La domesticazione delle specie coltivate. I centri di origine delle specie. La domesticazione di frumento, riso, mais e patata. Principali caratteri modificati dalla domesticazione. (6 ore)

Autogamia ed allogamia. Significato ecologico e evolutivo. Biodiversità ed adattabilità. Biodiversità a livello di ecosistema, di specie e di gene. Cause della riduzione della biodiversità di specie spontanee e coltivate. Importanza della biodiversità nei programmi di miglioramento genetico. Le conseguenze dell’erosione genetica. La conservazione del germoplasma. Metodi in situ, ex situ ed in horto. Obiettivi e strategie del miglioramento genetico. Impostazione di un programma di breeding. La selezione. Miglioramento del progresso conseguibile a seguito di selezione. Inbreeding ed eterosi: cause e conseguenze. Attitudine alla combinazione generale e specifica. Gli ibridi. Caratteristiche, importanza e modalità di ottenimento (3 ore)

Colture in vitro e propagazione vegetativa. Rigenerazione ed embriogenesi somatica: Variabilità soma-clonale. Ottenimento di aploidi e di linee aplo-diploidi. Protoplasti e ibridazione somatica. Ingegneria genetica. Trasformazione genetica. Rischi legati al rilascio nell'ambiente di organismi geneticamente modificati. Applicazioni e potenzialità nel settore officinale. (3 ore)

Structure of nucleic acids. DNA. DNA replication. Types of RNA. Genetic code and synthesis of proteins. Structure of chromosomes. Karyotype. Cell division: mitosis and meiosis. Crossing-over and its genetic effects (3 hours).

Mendelian inheritance. Genes and alleles. Homozygosity and heterozygosity. Genotype and phenotype. Dominance, recessiveness and segregation. Self-pollination and increase of homozygosity. Multiple allelism. Linkage and recombination. Genetic maps (6 hours).

Sex determination. Effect of environment. Monogenic and chromosomal control of sex expression: systems XO, XY and WZ. Inheritance of traits linked to sex. Extra-chromosomal inheritance: maternal effect, mitochondrial and chloroplastic inheritance (3 hours).

Quantitative traits inheritance. Effect of the environment. Additive effect of alleles. Phenotypic and genotypic variability. Heritability. Genetic gain and response to selection (3 hours).

Mutations. Genomic mutations, chromosomal mutations and point mutations. Haploidy and polyploidy. Mutagenesis (3 hours).

Origin of life. Chemical evolution and biological evolution. Struggle for existence and survival of the fittest. The species. Way of speciation. Isolation mechanisms. Origin of genetic variability: mutations, sexual reproduction, polyploidy. Domestication of cultivated species. Centres of origin of species. Domestication of wheat, rice, corn and potato. Main traits modified during domestication (6 hours).

Autogamy and allogamy. Ecological and evolutive importance. Biodiversity and adaptability. Biodiversity among and within ecosystems, species and individuals. Reasons for genetic diversity decrease. Importance of biodiversity for breeding programmes. Consequences of genetic erosion. Genetic resources preservation. Methods in situ, ex situ and on farm. Objectives and strategies of plant breeding. The selection. Inbreeding and heterosis. General and specific combining ability. Hybrids: characteristics, importance and way of production (3 hours).

In vitro culture and vegetative propagation. Regeneration and somatic embriogenesis. Soma-clonal variability. Production of haploid and haplo-diploid lines. Protoplasts and somatic hybridisation. Genetic engineering. Production of genetically modified organisms. Risks linked to the release of GMO (3 hours).

Descrizione

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

Testi consigliati:
- Lorenzetti F., Ceccarelli S. Genetica Agraria (cap. 2, 3, 4, 5, 7, 8, 10, 11, 12, 14, 15, 18, 19). Patron Editore, Bologna.

Testi di consultazione:
- Barcaccia G., Falcinelli M. Genetica e genomica. Vol. I, II, III (cap. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 12, 16, 17, 19). Liguori Editore, Napoli.
- Campbell N.A. Principi di biologia. Zanichelli, Bologna
- Grassi F., Labra M., Sala F. Introduzione alla biodiversità del mondo vegetale. Piccin, Padova.
- Lorenzetti F., Panella A. Corso di miglioramento genetico delle piante agrarie, Edagricole, Bologna.
- Scannerini S., Baker A., Charlwood B.V., Damiano C., Franz C., Gianinazzi S. (Editors). Proceedings of the Symposium on Plant Biotechnology as a Tool for the Exploitation of Mountain Lands. Torino, 25-27 May 1997. Acta Horticulturae n. 457, ISHS, Leuven, Belgium.

Oggetto:

Note

Modalità di sostenimento dell'esame: colloquio orale. E' tuttavia possibile sostenere un esonero scritto in itinere sulla prima parte del programma (Genetica generale).

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