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BIOTECNOLOGIE APPLICATE ALLE PRODUZIONI AGROALIMENTARI

Corso SCIENZE E TECNOLOGIE AGRARIE
Curriculum Curriculum unico
Orientamento UNICO
Anno Accademico 2021/2022

Modulo: MIGLIORAMENTO GENETICO DELLE PIANTE

Corso SCIENZE E TECNOLOGIE AGRARIE
Curriculum Curriculum unico
Orientamento UNICO
Anno Accademico 2021/2022
Crediti 6
Settore Scientifico Disciplinare AGR/07
Anno Primo anno
Unità temporale Primo semestre
Ore aula 60
Attività formativa Attività formative caratterizzanti

Canale unico

Docente FRANCESCO SUNSERI
Obiettivi Obiettivo del Modulo è fornire allo studente conoscenze sull'analisi delle basi genetiche dell'evoluzione e dello sviluppo delle popolazioni agrarie. Lo studente dovrà apprendere le tecniche avanzate di miglioramento genetico delle piante e i principi di selezione, in particolare le tecniche di ampliamento della variabilità genetica e di selezione delle principali piante coltivate. Il modulo si prefigge di fornire agli studenti elementi di conoscenza della struttura genetica di specie erbacee, del controllo genetico dei caratteri di interesse agrario, dei metodi di incrocio per creare nuova variabilità, dei modelli di gestione delle generazioni segreganti e i principali metodi di miglioramento delle specie erbacee coltivate. L’acquisizione degli argomenti trattati consentirà di studiare il controllo genetico dei principali caratteri delle piante e la loro ereditabilità, la struttura genetica delle popolazioni e le principali cause di variazione. Infine lo studente dovrà acquisire conoscenze sui metodi per creare nuova variabilità genetica; stimare il valore del materiale genetico parentale; realizzare il miglior guadagno selettivo nel miglioramento delle specie autogame ed allogame; costituire nuove varietà attraverso metodi tradizionali ed innovativi. Il modulo fornirà infine gli strumenti per il fingerprinting genetico e la tracciabilità genetica di matrici alimentari semplici e complesse.
RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI
Conoscenza e capacità di comprensione
- Conoscenza dei principali metodi di miglioramento genetico delle piante convenzionali e non convenzionali.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
- Capacità di applicare in autonomia le conoscenze teoriche apprese per la selezione di nuovi genotipi per areali diversificati, con particolare riferimento all’areale mediterraneo.
Autonomia di giudizio
- Essere in grado di valutare le diverse soluzioni e di orientarsi nella scelta delle migliori strategie di miglioramento genetico delle piante tenendo conto soprattutto dei fattori economici e di competitività dei nuovi genotipi.
Abilità comunicative
- Capacità di relazionarsi con figure tecniche specialistiche del settore sementiero.
Capacità d’apprendimento
- Capacità di documentarsi al fine di confrontarsi con nuove problematiche e di individuare strategie di miglioramento genetico efficaci.
Programma Introduzione al modulo. Principi di statistica applicata alla pratica della selezione. Metodi per creare nuova variabilità. Autoimpollinazione controllata e ibridazione intraspecifica. Ibridazione interspecifica. Fondamenti genetici della selezione. Selezione per caratteri monogenici e per caratteri poligenici, il ruolo dei geni e dell’ambiente nella determinazione del fenotipo.
Principi di miglioramento genetico, la produzione di linee pure, varietà sintetiche, linee inbred, ibridi commerciali e cloni. Aspetti genetici dell'attività sementiera. Definizione di varietà. La protezione delle varietà vegetali. Diritti del costitutore. Brevetti. Requisiti per l'iscrizione al Registro Nazionale delle varietà. Sistemi riproduttivi e propagazione delle specie coltivate. Selezione conservatrice.
Le risorse genetiche vegetali. Domesticazione ed evoluzione delle piante coltivate. Ecotipi e landraces. Cause dell’erosione e dell’inquinamento genetico. Esplorazione del germoplasma come fonte di geni utili. Conservazione in situ ed ex situ delle risorse genetiche agrarie.
Manipolazione del livello di ploidia, costituzioni di allopoliploidi sperimentali. Induzione di mutazioni e mutagenesi sperimentale per la costituzione di nuova variabilità genetica.
Metodi di miglioramento delle autogame. Selezione entro popolazioni naturali; selezione massale, selezione per linea pura; metodo pedigree, metodo Single Seed Descent, metodo per popolazione riunita, reincrocio.
Metodi di miglioramento delle allogame. inbreeding ed eterosi, attitudine alla combinazione generale e specifica: prove di progenie. Gli ecotipi ed il miglioramento delle allogame. Ottenimento di popolazioni di base migliorate: la selezione ricorrente. La costituzione varietale nelle specie allogame: costituzione di varietà in equilibrio. La maschiosterilità genetica e la costituzione di varietà sintetiche ed ibridi commerciali.
Fingerprinting del DNA. Identificazione genetico-molecolare delle varietà. Costituzione di mappe genetico-molecolari. Mappatura di tratti genetici complessi: QTL (loci per caratteri quantitativi).
Il sequenziamento dei genomi vegetali: prospettive per il miglioramento genetico. Strategie di selezione assistita da marcatori (MAS). Genomica e breeding assistito. Marcatori molecolari. Analisi del genoma.
Esercitazione in laboratorio: Estrazione del DNA
Principi di ingegneria genetica. Tecnologia del DNA ricombinante. Colture in vitro e micropropagazione. Organismi geneticamente modificati (OGM). Metodi di trasformazione genetica.
Esercitazione in laboratorio: Analisi del DNA e utilizzazione della PCR
Genomica della risposta agli stress biotici ed abiotici: adattamento ambientale e basi genetiche e molecolari della fitness, della plasticità genotipica e fenotipica. Genomica della risposta agli stress biotici: resistenze verticali ed orizzontali.
Analisi di OGM e tracciabilità dei loro derivati alimentari. Varietà transgeniche di I, II e III generazione. Aspetti normativi relativi alla commercializzazione di alimenti OGM-derivati.
Modelli di tracciabilità genetica per la tutela dei prodotti tipici: prodotti freschi e matrici alimentari complesse.
Esercitazione: analisi del DNA estratto da matrici complesse.
Testi docente Barcaccia G. – Falcinelli M. – Genetica e Genomica [volume 2 – Miglioramento Genetico] – Liguori Editore
Barcaccia G. – Falcinelli M. – Genetica e Genomica [volume 3 – Biotecnologie] – Liguori Editore
Lorenzetti F. – Miglioramento Genetico delle Piante Agrarie – Edagricole
Dispense e materiali del docente
Erogazione tradizionale
Erogazione a distanza
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta No
Valutazione prova orale
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere
Prova pratica No

Ulteriori informazioni

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Modulo: MIGLIORAMENTO GENETICO DEGLI ANIMALI IN PRODUZIONE ZOOTECNICA

Corso SCIENZE E TECNOLOGIE AGRARIE
Curriculum Curriculum unico
Orientamento UNICO
Anno Accademico 2021/2022
Crediti 6
Settore Scientifico Disciplinare AGR/17
Anno Primo anno
Unità temporale Primo semestre
Ore aula 60
Attività formativa Attività formative affini ed integrative

Canale unico

Docente LUIGI CHIES
Obiettivi Obiettivo della disciplina è lo studio dell’animale in produzione zootecnica e dei principi del suo
miglioramento genetico. Negli ultimi anni l’evoluzione dei sistemi di produzione animale ha portato
ad una progressiva concentrazione dei capi per unità produttiva e per unità di superficie con
diversificazione e specializzazione delle strutture; l’animale è sempre più alienato dai suoi modelli
naturali di vita: i sessi sono separati ed in inseminazione strumentale, non si incontrano mai,
alimenti e mangimi industriali sono limitati nello spazio e l’accesso ad essi può essere ridotto nel
tempo. Al fine di evitare guasti dannosi sotto i profili, produttivo, riproduttivo,sanitario, occorre che
il tecnico e l’allevatore si formino una nuova forma mentis e permettano all’animale di disporre di
un ambiente idoneo dal punto di vista fisico ed igienico. Tutto questo perché l’adattamento animale
all’ambiente è fondamentale per ottenere una conveniente attività produttiva e per esaltarla


Risultati di apprendimento attesi

Conoscenza e capacità di comprensione:
Acquisizione delle conoscenze di base relative ai sistemi di allevamento degli animali in produzione zootecnica attraverso la comprensione delle leggi generali della genetica qualitativa e di quella quantitativa.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Capacità di applicare gli appropriati algoritmi per studiare le variabili fenotipiche e genotipiche dei sistemi di allevamento animale del territorio calabrese.

Autonomia di giudizio:
Essere in grado di valutare i più appropriati interventi di natura alimentare, tecnologica, ambientale e genetica, finalizzati all’efficienza produttiva ed economica dei sistemi di allevamento zootecnici.

Abilità comunicative:
Capacità di esporre le proprie conoscenze e di relazionarsi con figure tecniche specialistiche del settore.

Capacità d’apprendimento:
Capacità di seguire, utilizzando le conoscenze acquisi.te nel corso, i corsi specialistici nel settore delle Scienze zootecniche.
attraverso le più appropriate tecniche del miglioramento genetico
Programma ARGOMENTO DELLE LEZIONI
Obiettivi e contenuti del modulo di Miglioramento genetico degli animali in produzione zootecnica. 1 Ora
La genetica dei caratteri quantitativi: Fenotipi. Il modello genetico di base.
Gli elementi del modello genetico: Gli effetti genetici. Modello a un solo gene.
Variazione della media e frequenze geniche. Valore riproduttivo. Varianza degli effetti genetici.
Estensione a più geni. Gli effetti ambientali. Varianze degli effetti ambientali. Ripetibilità. 6 Ore
Merito genetico individuale:Regole generali per il calcolo dell’Indice di selezione e sua precisione.
Caratteri tra loro correlati. Indici multiple trait (MT, caratteri multipli).
Indice economico aggregato. Modello lineare. Modelli a pieno rango e non: stime e soluzioni. Modelli misti. 6 Ore
Valutazione genetica dei tori (Sire Model): Corrispondenza tra Indice di Selezione e BLUP. 3 Ore
Animal Model. 3 Ore
Esercitazione su: Valutazione e determinazione del progresso genetico di tori di Razza Pezzata Rossa Italiana
attraverso gli indici genetici attitudinali (IDA). 2 Ore
Selezione: Obiettivi di selezione: Risposta alla selezione per un solo carattere: Intensità di selezione.
Accuratezza. Intervallo di generazione. Risposta in condizioni più complesse:Fecondazione artificiale.
Prova di progenie. Risposta alla selezione per più caratteri. 5 Ore
Esercitazione su: ereditabilità e risposta della selezione nei bovini per il carattere quantità di latte prodotto
e per il carattere percentuale di proteina nel latte. 2 Ore
Operatività della selezione:
-Bovini da latte
-Bovini da carne
-Ovini e caprini
-Suini 6 Ore
Genomica e proteomica animale:
Evoluzione e caratteristiche del genoma degli animali di interesse zootecnico.
Analisi genomica e marcatori genetici in zootecnia: stato dell'arte.
Genomica al servizio del miglioramento genetico degli animali domestici.
Uso dei marcatori molecolari per la caratterizzazione e la selezione genetica degli animali: aspetti teorici.
Basi genetico-molecolari dei caratteri qualitativi e quantitativi.
Ricerca e analisi di geni candidati al controllo della qualità della carne dei bovini.
Mappaggio di QTL che controllano la qualità del latte nei bovini. 7 Ore
Esercitazione su: Confronto tra valutazione genetica e genomica di tori di razza Bruna. 2 Ore
Sicurezza alimentare e legislazione: tracciabilità e rintracciabilità.
Tecniche di genomica e proteomica al servizio della sicurezza alimentare.
Metodi basati sul DNA per l’autenticazione dei prodotti alimentari.
Riconoscimento delle carni mediante analisi del DNA. Tracciabilità genetico-molecolare dei pesci.
Strumenti molecolari per l’identificazione di stock e di specie nei prodotti ittici.
Genomica per la sicurezza alimentare e per la produzione animale sostenibile. 9 Ore
Genomica e proteomica: il futuro della ricerca sulla nutrizione animale. 1 Ora
Applicazioni tecnologiche speciali di genomica animale:
Trasferimento, congelamento e micromanipolazione degli embrioni. Sessaggio degli embrioni.
Biotecnologie genetiche applicate alla produzione di animali transgenici e alla clonazione. 6 ore
Potenziali applicazioni delle biotecnologie genetiche animali e considerazioni conclusive. 1 Ora
TOTALE Ore 60
Testi docente MATERIALE DIDATTICO
Testi di riferimento
-Barcaccia G.,Falcinelli M.- Genetica e Genomica: Genomica e Biotecnologie Genetiche - Volume III - Liguori Editore
-Pagnacco G.- Genetica Animale, Applicazioni zootecniche e veterinarie- Casa Editrice Ambrosiana

Appunti del professore
Erogazione tradizionale
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta No
Valutazione prova orale
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere No
Prova pratica No

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