Biotecnologie fitopatologiche (2010/2011)



Codice insegnamento
4S00700
Crediti
6
Coordinatore
Annalisa Polverari
Settore disciplinare
AGR/12 - PATOLOGIA VEGETALE
Lingua di erogazione
Italiano
L'insegnamento è organizzato come segue:
Attività Crediti Periodo Docenti Orario
Teoria 5 II semestre Annalisa Polverari
Laboratorio 1 II semestre Annalisa Polverari

Orario lezioni

II semestre
Attività Giorno Ora Tipo Luogo Note
Teoria mercoledì 14.30 - 16.30 lezione Aula H  
Teoria giovedì 14.30 - 16.30 lezione Aula L  

Obiettivi formativi

Acquisire conoscenze di base dei principali gruppi di agenti fitopatogeni
Acquisire conoscenze dettagliate dell'interazione pianta-patogeno a livello cellulare e molecolare.
Acquisire conoscenze relative alle applicazioni biotecnologiche della fitopatologia per la produzione di piante resistenti a patogeni e per la diagnosi ed il controllo delle malattie delle piante.

Programma

Generalità
• 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.
• Cenni di epidemiologia. Controllo e gestione delle malattie delle piante.

Meccanismi molecolari della patogenicità e virulenza
• Funghi fitopatogeni: strategie di infezione e fattori di patogenicità. Cicli di sviluppo di Plasmopara viticola, Erysiphe (ex-Uncinula) necator, 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. Strategie di espressione genica virale, 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 (CaMV). Modalità di trasmissione: vettori. Virus satelliti ed RNA satelliti. Applicazioni biotecnologiche: virus come vettori di espressione in pianta; presentazione di peptidi eterologhi (cenni); impiego dei virus come strumenti di genomica funzionale (VIGS).
• Cenni ai processi patogenetici di fitoplasmi e viroidi: processo infettivo, epidemiologia.

Diagnostica fitopatologica con mezzi convenzionali, sierologici e molecolari

L’ interazione ospite-patogeno e la resistenza delle piante alle malattie
• Le basi molecolari della specificità nell’interazione ospite-patogeno. Resistenza “non-ospite” e resistenza “razza-specifica”.
• Il riconoscimento pianta-patogeno: modello elicitore-recettore, modello “di guardia”, modello “decoy”. Struttura e funzione ed evoluzione dei geni di resistenza. PAMPs 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 tra segnali e geni necessari alla resistenza.
• 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 e insetti
• 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.
Considerazioni e risultati sperimentali sui rischi connessi alla diffusione di piante transgeniche resistenti alle malattie.


Attività di laboratorio
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 inoculazione 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.

Modalità d'esame

orale
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