Microbiologia del suolo ed interazioni pianta-microrganismi (2018/2019)

Codice insegnamento
4S003259
Docente
Giovanni Vallini
Coordinatore
Giovanni Vallini
crediti
6
Settore disciplinare
BIO/19 - MICROBIOLOGIA GENERALE
Lingua di erogazione
Italiano
Periodo
II semestre dal 4-mar-2019 al 14-giu-2019.

Orario lezioni

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Obiettivi formativi

Il Corso si propone di analizzare l'influenza dell' "ambiente suolo” e delle fitocenosi in esso presenti sull'insediamento e sulla speciazione delle popolazioni microbiche (microbiomi) e, di conseguenza, sull’attività metabolica di queste nei diversi contesti pedologici. A completamento del Corso, gli studenti avranno avuto la possibilità di acquisire una panoramica completa dei principali gruppi tassonomici di microrganismi presenti nel suolo e delle metodologie analitiche (incluse le nuove tecnologie di sequenziamento ad elevata potenzialità) per la stima quantitativa nonché per la caratterizzazione della biodiversità fisiologica dei microrganismi sia nel suolo non esplorato dalle radici sia a livello della rizosfera. Particolare enfasi sarà data alle interazioni pianta-microorganismi, con una attenzione specifica ai molteplici meccanismi di “comunicazione” crociata tra le piante e i cosiddetti PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria) a livello di rizosfera nonché tra pianta ed endofiti. L’azoto-fissazione simbiotica e le diverse tipologie di associazione micorrizica saranno materia di approfondita discussione. Verranno inoltre trattati i meccanismi di trasformazione di contaminanti organici ed inorganici mediate dai microrganismi del suolo. In ultima analisi, la comprensione di questi fondamenti di microbiologia del suolo fornirà agli studenti la capacità di interpretare strategie eco-compatibili per il miglioramento della produttività delle colture, per il controllo biologico di patogeni vegetali nonché per gli interventi di biodegradazione/biorisanamento dei suoli contaminati da inquinanti ambientali.

Programma

Parte I – L’habitat “suolo”
Le componenti inerti: la frazione minerale, la frazione organica, la fase liquida, la fase gassosa. Tessitura e struttura del suolo. Le componenti biologiche: microbionti e macrobionti con particolare enfasi a batteri e funghi. Il concetto di rizosfera. Gli essudati radicali.

Parte II – Le cenosi microbiche del suolo
Biodiversità microbica nel suolo non esplorato da radici e nella rizosfera: copiotrofi e oligotrofi. Metodi per la stima quantitativa e la caratterizzazione qualitativa (tassonomia) delle popolazioni microbiche del suolo. Misura dell’attività biologica nel suolo: biomassa e reazioni metaboliche attive. Effetto dei fattori fisico-chimici ed edafici sulle cenosi microbiche del suolo: contenuto e disponibilità dell’acqua, pH, concentrazione dell’ossigeno e potenziale redox, concentrazione dei nutrienti, presenza di composti xenobiotici e metalli pesanti. Significato della biodiversità microbica del suolo rispetto ai cicli biogeochimici.

Parte III – Interazioni tra microrganismi del suolo e piante
Interazioni tra microrganismi. Influenza dei microrganismi sulle piante. Influenza delle piante sui microrganismi. Microrganismi con tratti PGP (Plant Growth Promoting). Simbiosi diazotrofe: rizobi e associazioni con piante leguminose. Associazioni micorriziche: ectomicorrize, endomicorrize con particolare enfasi alle micorrize arbuscolari (AM), ecto-endomicorrize.

Parte IV – Gestione biotecnologica del microbioma rizosferico
Prospettive di sviluppo di strategie innovative per la coltivazione sostenibile di specie vegetali d’interesse agrario, per il controllo biologico dei fitopatogeni e per la bonifica biologica di suoli contaminati attraverso il condizionamento del microbioma della rizosfera.

Testi di riferimento
Autore Titolo Casa editrice Anno ISBN Note
Ajit Varma and Ralf Oelmüller (Eds.) Advanced Techniques in Soil Microbiology (Edizione 1) Springer-Verlag (Berlin – Heidelberg – New York) 2007 978-3-540-70864-3
Iqbal Ahmad, John Pitchel and Shamsul Hayat (Eds.) Plant-Bacteria Interactions (Edizione 1) Wiley-VCH 2008 978-3-527-31901-5
Ben Lugtenberg (Ed.) Principles of Plant-Microbe Interactions - Microbes for Sustainable Agriculture (Edizione 1) Springer (Heidelberg - New York - Dordrecht - London) 2015 978-3-319-08574-6
Geoffrey R. Dixon and Emma L. Tilston (Eds.) Soil Microbiology and Sustainable Crop Production (Edizione 1) Springer (Dordrecht - Heidelberg - London - New York) 2010 978-90-481-9478-0

Modalità d'esame

Verifica di profitto finale mediante esame scritto. La prova consiste nella sottomissione allo studente di un modulo multi-pagina contenente un numero di quesiti variabile tra 20 e 25, strutturati come domande a risposta secca, domande a risposta multipla, esercizi di calcolo, richiesta di brevi commenti e descrizioni. Ad ogni quesito è attribuito un differente peso in punti. L'attribuzione del voto è in trentesimi, sulla base della percentuale di punti totalizzati con le risposte corrette.

Opinione studenti frequentanti - 2017/2018