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Interazioni tra piante, microrganismi e ambiente

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Interactions among Plants, Microorganisms and the Environment

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Anno accademico 2013/2014

Codice dell'attività didattica
MFN1202
Docenti
Prof. Paola Bonfante
Prof. Silvia Perotto
Corso di studi
[f008-c508] LM in Biologia dell'Ambiente (Classe LM-06)
Anno
2° anno
Periodo didattico
I semestre
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
7
SSD dell'attività didattica
BIO/01 - botanica generale
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Lezioni facoltative e esercitazioni obbligatorie
Tipologia d'esame
Scritto ed orale
Modalità d'esame
L'esame scritto, con domande a risposta multipla e domande aperte, verte sulla parte delle interazioni mutualistiche. L'orale verte sulle interazioni piante-antagonisti e piante-ambiente
Prerequisiti
Conoscenza delle caratteristiche generali degli organismi viventi, in particolare procarioti, funghi e organismi vegetali, dell'organizzazione delle molecole biologiche, principi di microscopia.
Conoscenza dell'organizzazione generale delle cellule e dei tessuti vegetali.
Conoscenze di base del metabolismo degli organismi viventi e delle piante
Nozioni elementari di biologia molecolare
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Sommario del corso

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Obiettivi formativi

Il corso si propone di fornire agli studenti una panoramica delle principali associazioni piante-microorganismi,e di come esse costituiscano dei particolari "microbiomi" che saranno analizzati dal punto di vista evolutivo, ecologico, anatomico, cellulare e molecolare. Alla fine del corso lo studente dovrebbe avere appreso le nozioni e le metodologie per identificare i) la pianta come nicchia specializzata  di comunità microbiche; ii) le simbiosi e il loro significato ecologico e applicativo, anche in un'ottica di biosostenibilità, e iii) alcuni dei meccanismi e dei fattori ambientali che influenzano le risposte delle piante a microrganismi benefici e non.

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Risultati dell'apprendimento attesi

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE

Lo studente acquisisce nozioni sulla diversità delle interazioni pianta-microrganismi in condizioni naturali e alterate.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
Attraverso esercitazioni di laboratorio, lo studente ha modo di osservare e intervenire direttamente su alcuni sistemi sperimentali

AUTONOMIA DI GIUDIZIO
Valutazione, interpretazione e rielaborazione di dati di letteratura

ABILITÀ COMUNICATIVE
Lo studente presenta in pubblico, individualmente o in gruppo, i risultati di una elaborazione su articoli scientifici recenti

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Programma



Introduzione generale. Concetto di micro bioma e importante delle interazioni con le comunità microbiche: dalla salute umana all'ecologia vegetale. Moderne metodologie per studiare la diversità tassonomica e funzionale delle comunità batteriche e fungine che interagiscono con le piante.

Varietà e terminologia delle relazioni nutrizionali tra piante e microrganismi. Microorganismi saprotrofi, patogeni e mutualisti. Definizione di simbiosi: simbiosi permanenti e simbiosi cicliche. La simbiosi all’origine della cellula eucariote. Origine di mitocondri e cloroplasti. Trasferimento genico orizzontale e verticale. Influenza dell’ambiente sulle associazioni piante-microrganismi.
Le simbiosi azotofissatrici. Inquadramento generale e basi biochimiche e dell’azotofissazione. Descrizione delle più importanti associazioni azotofissatrici illustrando per ciascuna di esse le tappe di formazione, il livello di integrazione cellulare, le interazioni metaboliche e gli aspetti ecologici.
- Noduli radicali delle leguminose. Fase extraradicale e intraradicale. Segnali molecolari scambiati e loro percezione. Processo di organogenesi. Scambi metabolici. Regolazione genica
- Attinorize. Modalità di infezione. Confronto con la simbiosi nelle leguminose
- Associazioni tra piante e cianobatteri. Spettro tassonomico dell’ospite vegetale. Regolazione del differenziamento del simbionte
Descrizione delle più importanti associazioni tra organismi fotosintetici e funghi illustrando per ciascuna di esse le tappe di formazione, i meccanismi di segnalazione, il livello di integrazione cellulare, le interazioni metaboliche e gli aspetti ecologici.
La simbiosi micorrizica. Caratteristiche generali e tipologie micorriziche: ectomicorrize ed endomicorrize (arbuscolari, delle Orchidee, delle Ericales) ed ectoendomicorrize. Aspetti ecologici del wood-wide-web. Il contributo dei progetti di sequenziamento.
I funghi come bioprotettori nei confronti degli stress ambientali.
Lettura, presentazione e discussione di dati di letteratura





Introduction to the critical role of interactions between eukaryotes and microbial communities. Main concepts, terminology and methodologies in the study of plant-microbe interactions. Permanent and cyclic symbioses in plants. Horizontal and vertical transfer of symbionts. Environmental impact on plant microbe-associations.
The diversity of nutritional strategies in plant-microbe associations. For each type of symbiosis, the biochemical bases of plant-microbe signalling, the cell-cell interactions during microbial colonization and nutrient exchange will be illustrated, as well as the ecological importance of the symbiosis. Nitrogen fixing symbioses (legume root nodules, actinorhiza, plant-cyanobacteria interactions).
Mutualistic interactions of plants with fungi: the mycorrhizal symbiosis. General features of the main mycorrhizal types (ecto-, arbuscular, orchid and ericoid mycorrhiza). Ecological aspects: the wood-wide-web. Fungi as bioprotectants against environmental stresses.




Non è richiesta nessuna propedeuticità.

La frequenza alle lezioni non è obbligatoria; per i corsi di laboratorio e le attività di esercitazione relative ai corsi la frequenza è obbligatoria e non può essere inferiore al 70% delle ore previste.

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Testi consigliati e bibliografia

Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile sul sito internet.

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Ultimo aggiornamento: 26/06/2014 14:14
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