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Biologia Vegetale Applicata all'Ambiente

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Anno accademico 2007/2008

Codice dell'attività didattica
S8630
Docente
Dott. Elena Martino
Corso di studi
Laurea Magistrale in Analisi e Gestione dell'Ambiente (AGAM)
Anno
1° anno
Periodo didattico
Primo trimestre
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
4 crediti
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Sommario insegnamento

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Programma

Programma del corso.

 La risposta delle piante agli stress ambientali: introduzione generale, definizione di stress, meccanismi di resistenza. Gli stress abiotici. Carenza idrica: adattamenti osmotici, osmoliti compatibili, proteine LEA. Congelamento: danni indotti e meccanismi di tolleranza. Carenza di ossigeno: adattamenti morfologici e fisiologici, effetto Pasteur, risposte enzimatiche, il ruolo dell'etilene. Temperatura alta: le heat shock proteins (HSP). Ossidanti ambientali: le specie di ossigeno reattive, sistemi di difesa enzimatici e non enzimatici. L'ozono. Nitrato di perossiacetile (PAN), anidride solforosa, composti del fluoro, etilene, ammoniaca, cloro ed acido cloridrico, particolati, precipitazioni acide. Carenza di nutrienti. Ferro: modelli di acquisizione del ferro, fitosiderofori. Zinco: importanza dello zinco e sistemi di assorbimento. Presenza di concentrazioni tossiche di metalli. Effetti e meccanismi di fitotossicità. Il caso dell'alluminio, modelli di tolleranza. Cadmio, cromo, mercurio, nichel, piombo, rame, zinco. Il risanamento di suoli contaminati. Tecniche tradizionali. Il fitorisanamento: concetto di pianta iperaccumulatrice. La fitoestrazione, la fitostabilizzazione, la fitodegradazione, la rizofiltrazione. Meccanismi di assorbimento e di accumulo dei metalli nelle piante. Prospettive nell’ingegneria genetica delle piante per il fitorisanamento. Le fitochelatine e le metallotioneine. Meccanismi di tolleranza ai metalli nei funghi. I funghi come agenti di biorisanamento. La risposta delle piante agli stress biotici. Organismi patogeni delle piante: funghi, batteri, virus, nematodi, artropodi. I sistemi di difesa delle piante: difese indotte e difese costitutive. La trasformazione genetica delle piante mediata da Agrobacterium tumefaciens. La risposta ipersensibile. Produzione di specie reattive dell'ossigeno e di monossido di azoto. Pareti e attività extracellulari. Acidi benzoico, salicilico, jasmonico. Etilene. Proteine di difesa. Fitoalessine. Risposte sistemiche di difesa.  Interazioni tritrofiche.  Morte cellulare programmata e risposta agli stress. Autofagia. La morte cellulare programmata nel ciclo vitale delle piante: differenziamento degli elementi conduttori dello xilema, la formazione delle cariossidi di mais, lo sviluppo fiorale, morte selettiva di alcune cellule, la formazione dell'aerenchima.  La fotosintesi. Panoramica generale. Le reazioni della fotosintesi. I cloroplasti. Fase luminosa e ciclo di Calvin. Luce e pigmenti fotosintetici: clorofille, carotenoidi, ficobiline. Lo schema Z. Il modello chemiosmotico. L'influenza dei fattori ambientali sulla fotosintesi. La fotorespirazione. Variazioni nei meccanismi di fissazione della CO2: le piante C4, le piante CAM. L'intensità del processo fotosintetico. La fotosintesi nell'ambiente: intensità luminosa, temperatura, CO2.  La percezione e la trasduzione del segnale. Stimoli esterni e stimoli interni. Calcio intracellulare. L'influenza della luce: fotoperiodismo e controllo della fioritura. Fotomorfogenesi: fitocromo e criptocromo. Fototropismo. Gravitropismo.  Il biomonitoraggio degli inquinanti. Definizione di monitoraggio e di biomonitoraggio. Piante come bioindicatrici. Le tecniche di biomonitoraggio. Biomonitoraggio dell'ozono. Licheni come bioindicatori.  I funghi: nemici o amici delle piante? Generalità sui funghi e tassonomia. Il ruolo dei funghi micorrizici a livello di singola pianta e nelle foreste. Protezione contro gli stress abiotici. Flussi di carbonio e di azoto. Studio della diversità genetica di un fungo micorrizico resistente ai metalli.  Esercitazioni in laboratorio. Estrazione del DNA totale da micelio di funghi micorrizici ericoidi appartenenti alla specie Oidiodendron maius e provenienti da un sito serpentinitico naturalmente contaminato da cromo e nichel e da un sito con contaminazione industriale da zinco e cadmio. Amplificazione tramite PCR del gene SOD (superossido dismutasi) e del gene HMT (heavy metal tolerance): preparazione della miscela per la reazione, preparazione dei campioni, impostazione del programma di PCR sulla macchina. Elettroforesi su gel di agarosio dei prodotti della PCR: preparazione del gel, caricamento dei campioni, corsa elettroforetica, visualizzazione del gel sul transilluminatore

Testi consigliati e bibliografia



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Ultimo aggiornamento: 17/09/2008 07:58
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