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].
  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.
  1. 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.
  1. 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.
  1. 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.
  1. 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].
  1. Assimilazione dei nutrienti minerali: NO3-, Fissazione N2, simbiosi con Rhizobium. Assimilazione SO42- e cationi.
  1. La parete cellulare: estensibilità, teoria della crescita acida. Le espansine. La polarità della crescita, il Ca2+.
  1. Il floema: srtuttura funzione. Pressure-flow hypothesis. Il trasporto: composizione della linfa floematica, loading e unloading.
  1. 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.
  1. 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.
  1. 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.
  1. Acido abscissico (Aba): sviluppo e dormienza del seme. Aba e chiusura degli stomi.
  1. Gli altri ormoni nelle piante: citochinine, gibberelline ed etilene [3,4]. Brassinosteroidi e jasmonati [5].
  1. 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.