Insegnamento GENETICA AGRARIA E MIGLIORAMENTO GENETICO VEGETALE
| Nome del corso di laurea | Scienze agrarie e ambientali |
|---|---|
| Codice insegnamento | 80089309 |
| Curriculum | Comune a tutti i curricula |
| Docente responsabile | Fabio Veronesi |
| Docenti |
|
| Ore |
|
| CFU | 9 |
| Regolamento | Coorte 2019 |
| Erogato | Erogato nel 2019/20 |
| Erogato altro regolamento | |
| Attività | Base |
| Ambito | Discipline biologiche |
| Settore | AGR/07 |
| Anno | 1 |
| Periodo | Secondo Semestre |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Tipo attività | Attività formativa monodisciplinare |
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | Materiale ereditario. Ciclo cellulare. Mitosi. Meiosi. Genetica mendeliana. Genetica dei caratteri quantitativi. Ereditarietà ed ereditabilità dei caratteri. Genetica di popolazione e risorse genetiche agrarie. Metodi di miglioramento genetico vegetale. |
| Testi di riferimento | 1. Lorenzetti, Ceccarelli, Rosellini, Veronesi. Genetica Agraria. Pàtron Editore, Bologna 2. Lorenzetti et al. Miglioramento genetico delle piante agrarie. Edizioni New Business Media, Bologna 3. Russel. Genetica. Edizioni Pearson |
| Obiettivi formativi | Al termine del corso lo studente avrà appreso le nozioni relative alla struttura r funzione degli acidi nucleici, al ciclo cellulare, alla mitosi e meiosi, alla genetica mendeliana, quantitativa e di popolazione. Inoltre lo studente avrà acquisito le nozioni necessarie a poter iniziare lo sviluppo di un programma di miglioramento genetico vegetale e la conoscenza dei sistemi genetici e molecolari atti a incrementare i risultati di un programma di miglioramento genetico. |
| Prerequisiti | Nesuno |
| Metodi didattici | Lezioni frontali; esercitazioni in aula volte alla soluzione di problemi specifici relativi alla genetica. Lezioni in e_learning relative al miglioramento genetico vegetale. |
| Altre informazioni | Lezioni e-learning per il miglioramento genetico vegetale scaricabili da Unistudium. |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | Esame orale |
| Programma esteso | Introduzione al corso: inquadramento storico della genetica. Alla ricerca del materiale ereditario; esperimenti di Griffith (principio trasformante), Avery et al.; Garrod; un gene un enzima, un gene una proteina, un gene una catena polipeptidica Gli acidi nucleici; il modello di Watson e Crick; struttura del DNA; replicazione semiconservativa del DNA; esperimento di Meselson e Stahl; origini di replicazione, repliconi, replicazione a Y. Esperimenti di Kornberg; DNA polimerasi; chimismo della replicazione; frammenti di Okazaki e replicazione semi-discontinua del DNA. Gli RNA; trascrizione e traduzione del messaggio ereditario; il codice genetico; struttura dei geni procariotici e eucariotici. Enzimi inducibili e enzimi reprimibili; la regolazione genica nei procarioti e negli eucarioti; cenni alla epigenetica. Genotipo e fenotipo; genoma; struttura cromosomica; cariotipo; DNA plastidiale e DNA mitocondriale, contenuto C di DNA. Ciclo cellulare, mitosi, meiosi e loro confronto. Estrazione, purificazione, elettroforesi, restrizione, ligazione, ibridazione, amplificazione (PCR) e sequenziamento degli acidi nucleici (seminario). Segregazione e ricombinazione intra e intercromosomica. Introduzione a Mendel. Mendel e mendelismo; locus, geni e alleli; segregazione e segregazione indipendente; dominanza e recessività; assenza di dominanza; poli-ibridi; effetto dell'autofecondazione; reincrocio e suo significato. Test del chi quadrato; allelismo multiplo: sistema sanguigno ABO; fattore Rh; alberi genealogici; penetranza ed espressività. Esperienze di Bateson e Punnett; geni associati; segregazione dei geni associati; gruppi linkage; test a 2 punti; centiMorgan; crossing over doppi e loro effetto. Test a 3 punti; coefficiente di coincidenza e grado di interferenza; determinazione cromosomica del sesso tipo XY; caratteri legati, determinati e influenzati dal sesso; geni marcatori e loro uso: i topi valzeranti di Gates. Il gene come unità di funzione ma non come unità di struttura e di ricombinazione: le esperienze di Chovnick; mutazioni geniche e cromosomiche. Mutazioni genomiche euploidi e aneuploidi; allopoliploidi e autopoliploidi; processi meiotici nella formazione delle mutazioni genomiche. Introduzione ai caratteri quantitativi e alla statistica descrittiva; curve normali, popolazione e campione; parametri e stime: media, devianza, varianza, deviazione standard. Errore standard; coefficiente di variabilità; coefficiente di correlazione; regressione lineare. Caratteri quantitativi: esperienze di Johannsen (linea pura, variabilità ambientale) e di Nillson-Ehle (controllo poligenico additivo). Esperimento di East; varianza fenotipica, genotipica e ambientale; stime di ereditabilità in senso largo; il modello di Mather. Scomposizione della varianza genetica e stime di ereditiabilità in senso stretto; differenziale di selezione S; guadagno conseguibile con la selezione e risposta alla selezione. Cenni di genetica microbica: trasformazione, coniugazione, trasduzione. Introduzione alla genetica di popolazione, la legge di Hardy Weinbeg. la legge H-W nel caso di allelismo multiplo e nel caso di caratteri legati al sesso. Cause che perturbano la legge H-W: mutazione e retromutazione; migrazione; selezione; unioni non casuali; deriva genetica. Inbreeding e suo calcolo; legge dell'equilibrio generale di Sewall Wright. Introduzione al miglioramento genetico vegetale. Richiami di botanica; alternanza di fase e di generazione; gameti e spore; sporofito; microgametofiti e macrogametofiti; la doppia fecondazione e la sua importanza nei prodotti vegetali. Poliploidia nelle piante di interesse agrario; sistemi di autoincompatibilità gametofitica e sporofitica; distilia in primula; maschiosterilità genetica, citoplasmatica, genetico-citoplasmatica e loro effetto sui programmi di miglioramento genetico vegetale. Propagazione vegetativa; viviparia; apomeiosi, partenogenesi e apomissia; prevalente auto e allogamia nelle piante di interesse agrario; struttura genetica delle popolazioni prevalentemente autogame. Struttura genetica delle popolazioni prevalentemente allogame. Metodi di miglioramento genetico nelle piante prevalentemente autogame: selezione tra ecotipi, selezione massale, selezione per linea pura, metodo pedigree. Selezione per popolazione riunita; miscugli e composite; metodo per discendenza di seme singolo; metodo popolazione riunita-pedigree; reincrocio per il trasferimento di un allele dominante o di un allele recessivo. Miglioramento genetico delle specie prevalentemente allogame; miglioramento di popolazioni per selezione ricorrente; prove di progenie: progenie autofecondate, liberamente impollinate, clonali; prove di progenie per la valutazione dell'attitudine alla combinazione generale o specifica; selezione ricorrente reciproca e gruppi eterotici; polycross, topcross, incroci diallelici. Selezione tra ecotipi; selezione massale; selezione ricorrente semplice; selezione fenotipica; costituzioni di varietà sintetiche; ibridi a quattro vie, tre vie, due vie modificati; uso della mschiosterilità nella produzione di ibridi; reincrocio per il trasferimento di un allele dominante o di un allele recessivo. La genetica avanzata e l'agricoltura: OGM e editing genomico (seminario). |