Biotecnologie fitopatologiche (2019/2020)



Codice insegnamento
4S00700
Crediti
6
Coordinatore
Elodie Genevieve Germaine Vandelle
Settore disciplinare
AGR/12 - PATOLOGIA VEGETALE
Lingua di erogazione
Italiano
L'insegnamento è organizzato come segue:
Attività Crediti Periodo Docenti Orario
teoria 5 I semestre Elodie Genevieve Germaine Vandelle

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laboratorio 1 I semestre Elodie Genevieve Germaine Vandelle

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Obiettivi formativi

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.

Programma

Il corso tratterà i seguenti temi:

1. Concetti generali sulle malattie delle piante:
2. Descrizione dei principali agenti patogeni delle piante biotici (funghi, batteri, fitoplasmi, virus e viroidi) con analisi dei sintomi e loro descrizione.
- funghi e pseudo-funghi fitopatogeni: Ciclo dettagliato di Plasmopara viticola, Erysiphe necator, Botrytis cinerea, Puccinia graminis.
- batteri fitopatogeni: Cicli di Erwinia amylovora, Pseudomonas syringae e Agrobacterium tumefaciens.
- virus fitopatogeni: conoscenze di base del processo di replicazione, espressione genica, assemblaggio, movimento della particella virale nella pianta infetta. Esempi dettagliati: Tabacco Mosaic Virus (TMV), Virus Y della patata (PVY). Trasmissione virale attraverso vettori. Virus satellite e RNA satelliti. Uso di virus come vettori di espressione.
- fitoplasmi: conoscenze di base e fattori di virulenza.


3. Meccanismi molecolari di patogenicità e virulenza di microorganismi fitopatogeni:
- fattori di patogenicità: descrizione, funzione, regolazione
- fattori di virulenza: descrizione, funzione, regolazione
- funzione dei geni Hrp e Avr.

4. Interazione pianta-patogeno
- basi molecolari della specificità dell'ospite: resistenza non-ospite e resistenza razza-specifica.
- riconoscimento pianta-patogeno: il modello elicitore-recettore; il modello di guardia; il modello decoy.

5. Resistenza delle piante alle malattie
- struttura, funzione ed evoluzione dei geni di resistenza delle piante.
- trasduzione del segnale di difesa nella resistenza delle piante.
- meccanismi di espressione e di regolazione della resistenza
- le risposte di difesa: meccanismi morfo-strutturali, sintesi di sostanze antimicrobiche, la morte cellulare ipersensibile (HR).
- il silenziamento genico post-trascrizionale come meccanismo di resistenza contro i patogeni virali.
- le resistenze sistemiche: segnali e meccanismi molecolari che governano la resistenza sistemica acquisita (SAR), la resistenza sistemica indotta (ISR) e la risposta sistemica alla ferita.

6. Applicazioni biotecnologiche per l'ottenimento di piante resistenti: espressione transgenica di geni provenienti da altre piante, da altri organismi e da agenti patogeni (resistenza patogeno-derivata).

Esercitazioni pratiche
Test diagnostici avanzati applicabili alla patologia vegetale
Produzione di una reazione ipersensibile
Valutazione della virulenza batterica con l’uso di organismi geneticamente modificati
Metodi di valutazione e di caratterizzazione della resistenza

Testi di riferimento
-Plant Pathology, Agrios
-Fondamenti di Patologia Vegetale, edizione 2017, Pàtron Editore
-Biochemistry and Molecular Biology of Plants, Buchanan
-Elementi di virologia vegetale, Piccin

Materiale didattico aggiuntivo
-Diapositive del corso (fornite al termine di ogni lezione)
-Articoli scientifici (referenze citate durante le lezioni)

Modalità d'esame

L’esame consiste in una prova articolata con:
1. Presentazione di un articolo scientifico in gruppi da 2 persone davanti agli altri studenti del corso. L’articolo è scelto dagli studenti da una lista proposta dal docente o in autonomia (approvato dal docente). L’argomento degli articoli riguarda temi della patologia vegetale affrontati durante il corso. I criteri di valutazione sono la comprensione generale dell’articolo, l’approfondimento dell’argomento per una corretta descrizione del contesto del lavoro presentato (ricerca bibliografica correlata), la proprietà di linguaggio utilizzato, la capacità di discutere in maniera critica.

2. Prova scritta a domande aperte. Lo scopo della prova è quello di accertare il raggiungimento degli obiettivi formativi descritti precedentemente.
In particolare verranno valutati:
-il grado di conoscenza in genere della materia sviluppata nel corso di studio;
-la proprietà di linguaggio relativa alla materia in oggetto

Il voto finale espresso in trentesimi verrà attribuito considerando un terzo per la presentazione dell’articolo e due terzi per la prova scritta. Ciascuno studente riceverà un unico voto finale comprensivo dell’esito delle due prove eseguite.

L'esame sarà uguale per studenti frequentanti e non frequentanti.

Testi di riferimento
Attività Autore Titolo Casa editrice Anno ISBN Note
teoria B.B. Buchanan, W. Gruissem & R.L. Jones Biochemistry & Molecular Biology of Plants American Society of Plant Physiology 2000 0-943088
teoria Belli Giuseppe Elementi di Patologia vegetale Piccin-Nuova Libraria 2015
teoria Alberto Matta, Roberto Buonaurio, Aniello Scala ondamenti di patologia vegetale Pàtron 2017 8855533827
teoria Agrios G.N. Plant Pathology (Edizione 4) Harcourt Academic Press 1997 0120445646
laboratorio B.B. Buchanan, W. Gruissem & R.L. Jones Biochemistry & Molecular Biology of Plants American Society of Plant Physiology 2000 0-943088
laboratorio Belli Giuseppe Elementi di Patologia vegetale Piccin-Nuova Libraria 2015
laboratorio Alberto Matta, Roberto Buonaurio, Aniello Scala ondamenti di patologia vegetale Pàtron 2017 8855533827
laboratorio Agrios G.N. Plant Pathology (Edizione 4) Harcourt Academic Press 1997 0120445646