Insegnamento BIOTECHNOLOGIES FOR PLANT HEALTH

Corso
Biotecnologie agrarie e ambientali
Codice insegnamento
A002234
Curriculum
Comune a tutti i curricula
Docente
Eric Conti
CFU
12
Regolamento
Coorte 2020
Erogato
2021/22
Tipo insegnamento
Obbligatorio (Required)
Tipo attività
Attività formativa integrata

INSECT BIOTECNOLOGY

Codice A002235
CFU 6
Docente Eric Conti
Docenti
  • Eric Conti
Ore
  • 54 ore - Eric Conti
Attività Caratterizzante
Ambito Discipline biotecnologiche agrarie
Settore AGR/11
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Lingua insegnamento INGLESE
Contenuti Insect Biotechnology. 6 CFU.
Introduzione. Fondamenti di entomologia morfologia, classificazione. Artropodi dannosi e utili. Sistematica e diagnostica molecolare, biodiversita` entomologica.
Ecologia chimica e comportamentale.
Interazioni insetti-piante, resistenza delle piante agli insetti.
Nuovi approcci biotecnologici per il controllo degli insetti e altre applicazioni: ormoni, entomofagi, entomopatogeni, SIT, transgenesi, gene drive. Biotecnologie e IPM. Risorse entomologiche.
Esperienze pratiche di laboratorio. Seminari.
Testi di riferimento - Materiale didattico fornito dal docente.
- Gullan, Cranston, 2006. Lineamenti di Entomologia, Zanichelli.
- Pennacchio F, 2014. Gli Insetti e il loro controllo. Liguori editore.
- Vilcinskas A., 2011. Insect Biotechnology. Springer.
- Hoy, M.A. 2019. Insect Molecular Genetics. An Introduction to Principles and Applications. Second Edition. Academic Press.
Obiettivi formativi Acquisizione di conoscenze su: principali insetti e altri artropodi di interesse applicato; sistematica e diagnostica convenzionale e molecolare in entomologia; basi funzionali e molecolari che regolano le interazioni ecologiche e fisiologiche degli artropodi con altri organismi; utilizzazione di risorse entomologiche; la difesa dagli artropodi dannosi. Capacita` di operare nel settore delle biotecnologie applicate agli insetti.
Prerequisiti Al fine di comprendere e saper affrontare il corso e` utile avere conoscenze di base sulla biologia molecolare e sull’entomologia.
Metodi didattici Lezioni frontali teoriche con videoproiezione; lezioni frontali pratiche per l’acquisizione di esperienze dirette in laboratorio; discussione di articoli scientifici; seminari; visita didattica.
Altre informazioni ND
Modalità di verifica dell'apprendimento L'esame prevede una prova orale finale, della durata totale di circa 30 minuti, e consiste nella discussione degli argomenti trattati durante il corso e di approfondimenti su una tematica a scelta dello studente in accordo con il docente.
La prova consente di accertare: le conoscenze acquisite dallo studente durante il corso; la comprensione delle tematiche trattate; la capacita` di applicare le competenze acquisite e di elaborare soluzioni in autonomia di giudizio; la capacita` di esposizione.

Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilita` e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa
Programma esteso LEZIONI FRONTALI TEORICHE
Introduzione al corso; gli insetti e l’uomo.
Richiami di entomologia generale e applicata; filogenesi, sistematica, anatomia e fisiologia degli insetti e di altri artropodi; riproduzione e sviluppo; principali artropodi di interesse applicato; fitofagi, ematofagi, vettori di patogeni; predatori e parassitoidi; basi del controllo integrato degli artropodi dannosi.
Marcatori e mezzi diagnostici molecolari in entomologia applicata. PCR di mtDNA e rDNA, DNA barcoding, sequenziamento; applicazioni nella sistematica molecolare; applicazioni nella diagnostica molecolare di parassitoidi nell’ospite, del contenuto intestinale di predatori e fitofagi, di fitopatogeni in fitofagi vettori; applicazioni nella valutazione della biodiversita` entomologica.
Etologia ed ecologia chimica degli insetti e di altri artropodi. Feromoni ed altri semiochimici, stimoli fisici; percezioni degli stimoli e meccanismi della risposta comportamentale; manipolazione del comportamento degli artropodi in campo per il controllo delle specie dannose e in laboratorio per l’allevamento di entomofagi.
Interazioni insetti-piante; la resistenza delle piante agli insetti e acari fitofagi; resistenza costitutiva e indotta, resistenza diretta (antixenosi, antibiosi) e indiretta. Meccanismi di induzione della resistenza agli artropodi. Implementazione e prospettive: piante geneticamente modificate esprimenti diversi tipi di molecole ad attivita` insetticida; possibilita` di manipolazione della resistenza indiretta; applicazione alle piante di induttori di resistenza contro gli artropodi.
Nuovi approcci biotecnologici per il controllo degli insetti dannosi ed altre applicazioni. Nuove molecole insetticide. Entomofagi ed entomopatogeni. Tecnica dell’insetto sterile (SIT): vantaggi e applicazione ai fini dell’eradicazione di insetti dannosi; potenziamento di SIT e transgenesi negli insetti. Gene drive mediante CRISPR-Cas9. Metodo dell’RNA interferenza e potenzialita` per applicazioni in entomologia. Cenni sull’utilizzazione di risorse entomologiche nella medicina e nell’industria. Insetti quali fonti di proteine per alimentazione umana e animale. Biotecnologie entomologiche e controllo integrato (IPM): stato dell’arte e prospettive future. Conclusioni del corso.

LEZIONI FRONTALI PRATICHE
Allevamento di insetti fitofagi ed entomofagi. Collezioni entomologiche di specie di interesse economico e specie tropicali.
Anatomia esterna e interna (osservazioni e dissezioni allo stereomicroscopio).
Identificazione di specie dannose con tecniche molecolari. Diagnostica molecolare: rilevazione ed identificazione di prede nel contenuto intestinale di predatori; rilevazione ed identificazione molecolare di parassitoidi in fitofagi ospiti; diagnostica molecolare di fitopatogeni in insetti vettori.
Estrazione e determinazione dell'emissione di composti volatili organici (VOCs) da insetti e da piante sane e attaccate da artropodi; biosaggi elettrofisiologici (EAG, GC-EAD, SCR e SSR) di semiochimici mediante parassitoidi e/o predatori; biosaggi comportamentali di semiochimici utilizzando specifiche attrezzature informatizzate (olfattometro, tunnel a vento, arena aperta). Seminari sulla produzione di insetti utili in biofabbrica e sull'applicazione del sistema gene drive nella difesa entomologica; visita didattica.

MOLECULAR PLANT PATHOLOGY

Codice A002236
CFU 6
Docente Eric Conti
Docenti
  • Chiaraluce Moretti (Codocenza)
Ore
  • 54 ore (Codocenza) - Chiaraluce Moretti
Attività Caratterizzante
Ambito Discipline biotecnologiche agrarie
Settore AGR/12
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Lingua insegnamento INGLESE
Contenuti Aspetti molecolari della patogenicità e virulenza di funghi e batteri fitopatogeni, della resistenza razza-specifica, della resistenza indotta e delle risposte difensive delle piante. Biocontrollo e agenti di biocontrollo. Diagnosi fitopatologica molecolare.
Testi di riferimento Materiale didattico distribuito dal docente durante il corso.
Matta A., Buonaurio R., Favaron F., Scala A., Scala F. 2017. Fondamenti di Patologia Vegetale.
Agrios G. 2005. Plant Pathology Fifth Edition.
Obiettivi formativi Gli studenti al termine dell'insegnamento dovranno:
conoscere gli aspetti molecolari del processo infettivo di funghi e batteri fitopatogeni, della resistenza razza-specifica, della resistenza indotta e delle risposte difensive delle piante. Dovranno altresì conoscere i principi di diagnosi fitopatologica molecolare.
Gli studenti dovranno saper: pianificare esperimenti; estrarre il DNA da batteri e funghi fitopatogeni; applicare le metodiche analitiche di base per lo studio delle interazioni pianta-patogeno; utilizzare le tecniche molecolari per effettuare una diagnosi fitopatologica.
Metodi didattici Lezioni frontali ed esercitazioni pratiche. Le lezioni verranno svolte in aula favorendo il dialogo con gli studenti. Per una migliore comprensione, il docente proietterà diapositive in Power point. Circa dieci minuti prima del termine della lezione il Docente farà un riepilogo di ciò che ha trattato, chiederà se ci sono ulteriori domande e porrà alcune domande agli studenti per verificare l'apprendimento. Agli studenti viene proposto di fare un seminario per spiegare i risultati di un recente articolo scientifico nel settore degli aspetti molecolari dell'interazione pianta-patogeno.
Le esercitazioni si svolgeranno nel laboratorio di Biotecnologie patologiche e fisiopatologia vegetale, con gli orari che verranno indicati agli studenti nel corso delle prime lezioni.
Modalità di verifica dell'apprendimento L'esame prevede una prova orale finale, della durata totale di circa 30 minuti. Consiste nella discussione degli argomenti trattati durante il corso al fine di accertare: le conoscenze acquisite dallo studente durante il corso; la comprensione delle tematiche trattate; la capacità di applicare le competenze acquisite e di elaborare soluzioni in autonomia di giudizio; la capacità di esposizione.

Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa
Programma esteso Aspetti molecolari della patogenicità e della virulenza di funghi e batteri fitopatogeni. Funghi: ruolo di melanine, idrofobine, cutinasi, vie di trasduzione di segnale, saponine, fitotossine, trasportatori. Batteri: pilo Hrp e patogenicità; effettori proteici, fitotossine, enzimi pectolitici, polisaccaridi extracellulari, quorum-sensing e quorum quencing, fitormoni e virulenza.
Aspetti molecolari della resistenza razza-specifica (geni di resistenza e di virulenza), della resistenza indotta e delle risposte difensive delle piante. Biocontrollo. Meccanismo d'azione degli agenti di biocontrollo. Principi di diagnosi fitopatologica. Diagnosi di malattie delle piante causate da virus, batteri, fitoplasmi e funghi, con particolare riferimento all'impiego delle tecniche molecolari. Caratterizzazione molecolare di popolazioni di agenti fitopatogeni.
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