Phytopathological biotechnology (2005/2006)

Course partially running

Course code
4S00700
Credits
6
Coordinator
Annalisa Polverari
Teaching is organised as follows:
Unit Credits Academic sector Period Academic staff
Laboratorio 1 AGR/12-PLANT PATHOLOGY 2° sem Annalisa Polverari
Teoria 5 AGR/12-PLANT PATHOLOGY 2° sem Annalisa Polverari

Learning outcomes

Modulo: Laboratorio
Lo studente acquisirà concetti e metodiche per un corretto approccio alla diagnosi delle malattie delle piante. Acquisirà inoltre competenze pratiche per l'espletamento di diagnosi in alcuni casi di studio, sia con tecniche tradizionali che molecolari.

Modulo: Teoria
Lo studente acquisirà un quadro delle problematiche della difesa fitopatologica, con brevi cenni di biologia ed epidemiologia di alcuni patogeni delle piante e delle principali modalità di diagnosi e di controllo.
Acquisirà invece una conoscenza più approfondita dei meccanismi molecolari della patogenicità e virulenza e della interazione ospite-patogeno, con particolare riferimento alla resistenza delle piante verso i fitopatogeni e alle applicazioni biotecnologiche inerenti.

Syllabus

Modulo: Laboratorio
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Osservazione di sintomi. Isolamento dei patogeni fungini in coltura artificiale; osservazione al microscopio ed identificazione di strutture fungine. Test di patogenicità di isolati batterici. Test di inoculo di piante indicatrici per la diagnosi virale. Test sierologici per l’identificazione di virus fitopatogeni: il metodo E.L.I.S.A. Applicazione della PCR alla diagnosi di fitopatogeni.




Modulo: Teoria
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• Generalità sulle malattie delle piante; concetto di malattia, terminologia fitopatologica. Descrizione degli agenti fitopatogeni (funghi, batteri, fitoplasmi, virus e viroidi), strategie nutrizionali e cicli di sviluppo dei patogeni parassiti. Sintomatologia.
• Diagnostica fitopatologica con mezzi convenzionali, sierologici e molecolari.
• Cenni di epidemiologia. Controllo e gestione delle malattie delle piante.

Meccanismi molecolari della patogenicità e virulenza
• Funghi fitopatogeni: strategie di infezione e fattori di virulenza. Cicli di sviluppo di Plasmopara viticola, Erysiphe necator, Venturia inaequalis, Botrytis cinerea, Puccinia graminis.
• Batteri fitopatogeni: fattori di virulenza; funzione e regolazione dei geni hrp e dei geni avr. Ciclo di sviluppo di Erwinia amylovora, Pseudomonas syringae.
• Virus fitopatogeni: elementi del processo di replicazione, assemblaggio, movimento delle particelle virali all’interno della pianta. Espressione di geni virali in virus a ssRNA. Esempi: Virus del Mosaico del Tabacco (TMV), Virus Y della Patata (PVY). Cenni alle modalita’ di replicazione di fitovirus a DNA. Modalità di trasmissione: vettori. Virus satelliti ed RNA satelliti. Impiego dei virus come vettori di espressione genica e per la presentazione di peptidi eterologhi.
• Cenni ai processi patogenetici di fitoplasmi e viroidi: processo infettivo, epidemiologia.

L’ interazione ospite-patogeno e la resistenza delle piante alle malattie
• Le basi molecolari della specificità e della gamma ospiti; compatibilità e incompatibilità. Resistenza “non-ospite” e resistenza “razza-specifica”.
• Il riconoscimento pianta-patogeno: modello elicitore-recettore, modello “di guardia”. Struttura, funzione ed evoluzione dei geni di resistenza. Fattori di avirulenza ed effettori di virulenza dei patogeni.
• La trasduzione dei segnali: attivazione di risposte di difesa precoci; specie reattive dell’ossigeno, ruolo di ossido nitrico, acido salicilico, acido jasmonico, etilene. Interazione di segnali.
• Attivazione di resistenze e geni di difesa. Proteine di patogenesi. Modulazione genica associata alla resistenza e alla suscettibilità. Silenziamento genico come meccanismo di resistenza nei confronti delle virosi.
• Risposte sistemiche: Systemic Acquired Resistance (SAR); Induced Systemic Resistence (ISR); Systemic Wound Response.

Approcci biotecnologici per l’ottenimento di piante resistenti ai patogeni
• Trasferimento ed espressione di geni di difesa di origine vegetale; ingegnerizzazione della resistenza ipersensibile e della SAR. Identificazione e impiego di geni di resistenza durevole.
• Trasferimento di geni da altri organismi: peptidi antibatterici; tossine, espressione in pianta di anticorpi (“Plantibodies”).
• Trasferimento di geni derivati dal patogeno: meccanismi della resistenza patogeno-derivata nelle piante transgeniche resistenti ai virus.

Assessment methods and criteria

Colloquio

Studying