Laurea magistrale in Biologia dell'Ambiente

BIOLOGIA VEGETALE E MICROBICA PER L'AMBIENTE (attivato dal 2021/22)

PLANT AND MICROBIAL BIOLOGY FOR THE ENVIRONMENT

Anno accademico 2020/2021

Sommario insegnamento

• Obiettivi formativi
• Risultati dell'apprendimento attesi
• Modalità di insegnamento
• Modalità di verifica dell'apprendimento
• Programma
• Testi consigliati e bibliografia
• Strumenti didattici

Obiettivi formativi

L'insegnamento contribuisce alla realizzazione degli obiettivi formativi del corso di studi in Biologia dell’Ambiente fornendo conoscenze approfondite sui metodi di campionamento, analisi e conservazione delle risorse genetiche vegetali e fungine.

In ambito vegetale, il corso ha come obiettivo l’acquisizione delle competenze necessarie per pianificare la raccolta in campo del germoplasma e la conservazione ex situ di semi e pollini. In ambito microbico, l’insegnamento è incentrato sullo studio delle comunità microbiche presenti nell'ambiente, con un focus principale sui funghi, gli habitat più rappresentativi della loro diversità e i loro principali ruoli ecosistemici.

In particolare per quanto riguarda il campionamento e lo studio del materiale vegetale e microbico, il corso prevede di conseguire i seguenti obiettivi:

• Competenze nella pianificazione dei campionamenti rappresentativi della variabilità all’interno della specie e della popolazione.
• Conoscenze di base sulle principali metodologie di analisi della diversità genetica con particolare riferimento alle specie di habitat prioritari o di interesse comunitario.
• Fornire agli studenti gli strumenti per conoscere e discutere le problematiche inerenti alla presenza dei microrganismi nell’ambiente

Per quel che riguarda la conservazione ex situ, le competenze tecniche e scientifiche da acquisire vertono su:

• la valutazione dello status idrico di semi e dei granuli pollinici per la conservazione a lungo termine
• l’identificazione dei microrganismi (funghi) con metodi coltura-dipendenti e -indipendenti
• le tecniche di monitoraggio della vitalità e della longevità del germoplasma conservato
• L’allestimento di colture cellulari e fungine per la propagazione del germoplasma di interesse agronomico e ambientale.

Risultati dell'apprendimento attesi

Conoscenza e capacità di comprensione
Al termine del corso lo studente dovrà dimostrare di avere compreso l’importanza della conservazione del germoplasma, le strategie da adottarsi per il campionamento in natura e di conoscere i principi fisiologici che governano la longevità delle accessioni vegetali e microbiche conservate ex situ.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente anche attraverso l’impiego di attività didattiche integrative impara a:

• programmare le campagne di raccolta del germoplasma in natura, stabilendo ampiezza e efficacia dei campioni onde massimizzare il livello di variabilità campionata
• sviluppare una efficacie strategia di conservazione a breve o a lungo termine in base alla tipologia di germoplasma
• preservare l’integrità strutturale e la vitalità dei campioni prelevati in natura fino al momento della immissione in banca o nella collezione viva
• programmare ed eseguire il monitoraggio durante lo storage

Autonomia di giudizio
Attraverso la lettura critica di articoli scientifici e l’esame di casi studio, lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito capacità nella valutazione, interpretazione e rielaborazione dei dati di campo e dei risultati sperimentali.

Abilità comunicative
Attraverso la presentazione in pubblico, individualmente o in gruppo, dei risultati di una elaborazione su articoli scientifici recenti, lo studente dovrà dimostrare di saper organizzare un discorso in modo chiaro e sintetico, supportandolo con strumenti informatici.

Modalità di insegnamento

Questo insegnamento prevede lezioni frontali e seminariali, di laboratorio e visite presso una gene bank  per un totale di 48 ore.

Modalità di verifica dell'apprendimento

L’apprendimento viene verificato attraverso una prova scritta e un colloquio orale.
PROVA SCRITTA - La prova scritta è costituito da 10 domande (principalmente domande a risposta aperta, con riconoscimento di schemi e immagini). Le domande intendono valutare le conoscenze acquisite sugli argomenti inerenti entrambi i moduli (5 domande per modulo). Il tempo a disposizione è di 90 minuti.

COLLOQUIO ORALE -Il colloquio orale consiste in una discussione sulle risposte date dallo studente nella prova scritta, e in 1-2 domande sugli argomenti trattati in ciascun modulo.

Il voto finale tiene conto della valutazione della prova scritta e del colloquio orale (media dei voti conseguiti nei due moduli). L’esame si intenderà superato se verrà conseguito il voto di sufficienza (18/30) per entrambi i moduli.

Programma

1. Il germoplasma vegetale.

Strategie di campionamento in natura. Variazione e plasticità individuale: fenotipo e genotipo. Le basi della variazione intraspecifica. Ricchezza allelica. Analisi della variabilità genetica. Polimorfismi. Conservazione ex situ delle risorse genetiche vegetali. Semi e granuli pollinici. Lo status idrico, dalla dispersione in natura alla conservazione. Tolleranza alla deidratazione. Analisi della vitalità dei semi e del polline. Germinabilità cumulativa e velocità di germinazione. Longevità del germoplasma. Gene bank standards per i semi ortodossi. Colture in vitro di specie rare: cellule, tessuti e antere. Crioconservazione. Rigenerazione delle piante. Scambi internazionali di germoplasma.

2. Il germoplasma fungino.

Le dimensioni della biodiversità microbica. La “biosfera rara”. Esiste una biogeografia microbica? Concetti di individuo e specie nei funghi, criteri di riconoscimento. Metodi coltura-dipendenti e coltura-indipendenti per l’analisi della diversità fungina. Gli approcci di genomica ambientale: metabarcoding, metagenomica e altre meta-omics. Metabarcoding: marcatori e primers, analisi bioinformatica delle sequenze. Micologia ambientale: suolo, acque, aria. Ruoli ecosistemici dei funghi: funghi saprotrofi, simbionti patosisti, simbionti mutualisti. Il mic(r)obiota di piante ed animali. Conservazione in situ ed ex situ dei funghi.

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Plant variation and evolution_31Mar2020_Briggs and Walters

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