Genetica agraria - nuovo ord.

Anno accademico 2014/2015

Obiettivi formativi del corso

Fornire le nozioni fondamentali della genetica formale e molecolare necessari per la comprensione dei meccanismi di trasmissione dei caratteri  ereditari e della variabilità dei caratteri di interesse agrario. Il corso mira inoltre a fornire gli strumenti di base per l’analisi genomica e la manipolazione genetica, nonché le conoscenze per la scelta delle procedure più idonee ad integrare le procedure tradizionali della genetica applicata con gli strumenti biotecnologici per la costituzione di nuove varietà.

The aim is to give to students the knowledge and tools to evaluate and use for selection the natural and induced genetic variability. Additionally, the students will acquire competences in  genome analyses and in genetic and molecular technologies for the improvement of agricultural species; this will include the ability to select and run the most suitable procedures for developing new varieties by matching conventional breeding methods with biotechnological skills.

Note

Modalità di erogazione e organizzazione della didattica/Teaching organization

Lezioni frontali in aula 38 ore.
Esercitazioni e seminari 4 ore.
Ore totali 42.

Metodi di valutazione/Examination methods

La verifica di profitto si svolge con le seguenti modalità: scritta con test a quiz, test a domande aperte, esercizi.  Sono previsti accertamenti in itinere.

Programma

Prospettive e importanza del miglioramento genetico vegetale. Richiami di Genetica Classica, Genetica Quantitativa e Genetica di Popolazione. Metodi di riproduzione delle piante coltivate: allogamia, autogamia e propagazione vegetativa. Auto incompatibilità e maschio sterilità. Struttura genetica delle popolazioni di specie prevalentemente autogame e di specie prevalentemente allogame. Ereditabilità. Metodi di selezione: teoria della selezione, risposta alla selezione, metodi e criteri di selezione. Eterosi e costituzione di varietà ibride. Mutagenesi e poliploidia. Marcatori molecolari basati sull’ibridazione specifica (RFLP), PCR (SSR, CAPS, RAPD) e sequenziamento (SNP). Utilizzo dei marcatori molecolari: mappatura, tipizzazione, identificazione di QTL (Quantitative Trait Loci) e selezione assistita da marcatori (MAS). Genomica: un quadro generale. Clonaggio posizionale e gene tagging. Mappe fisiche e mappe di associazione. Linkage disequilibrium. TILLING ed ECOTILLING. Tecnologie genetiche e molecolari a supporto del miglioramento. Principi e tecniche di coltura in vitro di cellule e tessuti vegetali. Ingegneria genetica e tecnologia del DNA ricombinante.Trasformazione genetica e produzione di organismi geneticamente modificati: tolleranza a stress biotici e abiotici, miglioramento della qualità delle produzioni agricole. Molecular farming.

Perspectives and importance of genetic improvement of agricultural species. An overview of the basic principles of  inheritance and of  Quantitative and Population Genetics. Plant reproductive systems and their control. Self-incompatibility and male-sterility. Genetic variation in natural and breeding populations. Basic genetic structure and methods for improving  self-pollinated and cross-pollinated species. Inbreeding depression and heterosis. Genetic bases of selection. Selection for monogenic and quantitative trait loci (QTLs). Concept of heritability. Response to selection. Mutagenesis and polyploidy. Molecular breeding.  Molecular markers based on DNA restriction and hybridization techniques and on PCR amplification. Genetic fingerprinting. QTL analysis and mapping. Association mapping and linkage disequilibrium. Marker-assisted selection (MAS). Genomics: an overview. Map position-based cloning of genes. Gene tagging. TILLING and ECOTILLING. Genetic and molecular biotechnologies supporting plant and animal breeding. Principles and techniques of plant cell and in vitro tissue cultures. Genetic engineering and recombinant DNA technologies. Transgenic varieties for the improvement of biotic and abiotic stresses  and for increasing quality related traits. Molecular farming.

Testi consigliati e bibliografia

Barcaccia, Falcinelli - Genetica e genomica: Miglioramneto Genetico, volume II - Liguori Editore .

Barcaccia G., Falcinelli M. Genetica e genomica:, Vol. III – Genomica e Biotecnologie genetiche, vol. III -  . Liguori Editore.
Kang M.S., Quantitative Genetics, Genomics and Plant Breeding. CABI Publ.,

 Chrispeels M.J., D.E. Sadawa Genetica, Biotecnologie e Agricoltura sostenibile. Casa Editrice Idelson- Gnocchi srl.

Snustad, D.P., M.J. Simmons, Principi di Genetica, Edizione Edises./D.P.Snustad. M.J. Simmons, Principle of Genetics, 6th Edition. J. Wiley & Son, Inc., 2011.

Durante il corso saranno segnalate indicazioni bibliografiche specifiche

Orario lezioni