Dott. Massimo Crimi
Programma del corso di Fisiologia Vegetale - Anno
Accademico 1999 - 2000
Caratteristiche generali delle piante: i tre
tessuti principali, derma, vascolare e fondamentale; la cellula
vegetale e le sue componenti. La parete cellulare: struttura e
funzione. Biosintesi della cellulosa e sua deposizione nella parete
cellulare. La comunicazione intercellulare: i plasmodesmi,
struttura e funzione. Regolazione della funzionalità, SEL e
modelli proposti di funzionamento [1].
- L'acqua: caratteristiche chimico-fisiche. Diffusione delle
molecole; osmosi, flusso di massa. Il potenziale chimico
dell'acqua, peso relativo delle varie componenti del potenziale
dell'acqua nelle diverse condizioni. Gradiente di potenziale ed
entrata dell'acqua nella cellula. Metodi di misura del potenziale
dell'acqua. Pressione di turgore.
- Trasporto dell'acqua. Assorbimento radicale, via apoplastica e
simplastica. Lo xilema, struttura e funzione. Movimento dell'acqua
nello xilema: "Cohesion tension theory", misure della pressione
negativa. Cavitazione e meccanismi di protezione\recupero. Origine
della tensione. La foglia: traspirazione e fattori che la
influenzano. Gli stomi: struttura e funzione. Transpiration rate.
Il D y nella
pianta.
- La pianta ed il freddo. Congelamento e scongelamento, calore
latente di fusione. Adattamento al freddo, meccanismi di protezione
a livello di membrana ed a livello apoplastico. Le proteine
antigelo.
- I nutrienti minerali, macro- e micro-nutrienti. Il concetto di
elementi essenziali. Classificazione in base alla loro funzione.
Studi nutrizionali e carenze di minerali. La simbiosi fungo-radice:
ecto- ed endo-micorrize.
- Trasporto dei soluti. La natura energetica del trasporto. I
diversi tipi di trasporto. Tecniche di studio per il trasporto.
Patch Clamp. Il canale del potassio (lucido): struttura
e funzione nelle piante. Aquaporine: struttura e funzione.
Esperimenti con antisense mRNA su piante [2].
- Assimilazione dei nutrienti minerali: NO3-, Fissazione N2, simbiosi con Rhizobium.
Assimilazione SO42- e cationi.
- La parete cellulare: estensibilità, teoria della
crescita acida. Le espansine. La polarità della crescita, il
Ca2+.
- Il floema: srtuttura funzione. Pressure-flow hypothesis. Il
trasporto: composizione della linfa floematica, loading e
unloading.
- Fototropismo. Le auxine: struttura, biosintesi, movimento
dell'IAA, modello chemiosmotico del trasporto polare. Meccanismo
d'azione dell'auxina. Gravitropismo, statoliti e statociti,
percezione della gravità.
- Fitocromo: la percezione della luce come informazione, la luce
rossa-rosso lontano, crescita e sviluppo, fotoperiodismo. La
germinazione, la fioritura, "shade avoidance", "de-etiolation",
inibizione della crescita dell'ipocotile. Le risposte alla fluenza:
VLFR, LFR e HIR. La struttura del fitocromo, attività
chinasica, localizzazione nella pianta e localizzazione
cellulare.
- Criptocromo: la luce blu ed UVA. Fototropismo e luce blu.
Interazione con il fitocromo. Regolazione dell'apertura degli
stomi. Caratterizzazione dei geni coinvolti nella percezione della
luce blu: mutanti Hy4 e mutanti Cry.
- Acido abscissico (Aba): sviluppo e dormienza del seme. Aba e
chiusura degli stomi.
- Gli altri ormoni nelle piante: citochinine, gibberelline ed
etilene [3,4]. Brassinosteroidi e jasmonati [5].
- Resistenza a virus e ad altri patogeni: Systemic Acquired
Resistance (SAR), salicylic acid e methyl salicylate [7].
N.B. Il programma non tratta alcuni argomenti della
Fisiologia Vegetale, come la fotosintesi, la fissazione del
carbonio, piante C3, C4 e CAM ed il metabolismo dei carboidrati
(amido e saccarosio), unicamente perché già trattati
nel corso integrato di Biochimica-Biochimica Vegetale.
Articoli ad integrazione del programma:
[1] "Plant Intracellular Communication via Plasmodesmata"
McLean, B.G., Hempel, F.D. and Zambryski, P.C. (1997) The Plant
Cell, 9, 1043-1054.
[2] "Aquaporins and Water Homeostasis in Plants" Kjellbom, P.,
Larsson, C., Johansson, I., Karlsson, M. and Johanson, U. (1999)
Trends in Plant Science, 4, n.8, 308-314.
[3] "Genetic Analysis of Hormone Signaling" McCourt, P. (1999)
Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol., 50, 219-243.
[4] "Ethylene Perception and Signaling: an Evolutionary
Perspective" Bleecker, A.B. (1999) Trends in Plant Science,
4, n. 7, 269-274.
[5] "Oligosaccharins, Brassinolides and Jasmonates:
Nontraditional Regulators of Plant Growth, Development and Gene
Expression" Creelman, R.A. and Mullet, J.E. (1997) The Plant
Cell, 9, 1211-1223.
[6] "Salicylic acid-Induced Resistance to Viruses and Other
Pathogens: a Parting of the Ways?" Murphy, A.M., Chivasa, S.,
Singh, D.P. and Carr, J.P. (1999) Trends in Plant Science,
4, n. 4, 155-159.
[7] "Airborne Signalling by Methyl Salicylate in Plant Pathogen
Resistance" Shulaev, V., Silverman, P. and Raskin I. (1997)
Nature, 385, 718-721.