Genetica Agraria

Docente: Annamaria Bevilacqua

Obiettivi formativi

Gli obiettivi del corso di Genetica Agraria consistono nell’apprendere la natura, le modificazioni, il funzionamento e la trasmissione dell'informazione genetica negli organismi viventi, con particolare riferimento alle specie di interesse agrario. Al termine del corso lo studente conoscerà i fattori che determinano la variabilità degli organismi e i principi di base della sua utilizzazione ai fini del miglioramento genetico.

Propedeuticità consigliate
Biologia e Botanica sistematica, Fondamenti di matematica statistica

Programma

Genetica mendeliana

• Principio di uniformità della generazione F1
• Principio della segregazione dei caratteri
• Principio di indipendenza dei caratteri

Genetica mendeliana e analisi statistica dei dati

• Ereditarietà e probabilità
• Saggio del chi quadrato

Interazioni tra geni e variabilità dell’effetto dei geni

• Dominanza ed Epistasi
• Geni inibitori
• Geni complementari
• Geni letali
• Espressività
• Penetranza
• Pleiotropia

Trasmissione dei caratteri ereditari

• Cenni sulle teorie relative alla trasmissione dei caratteri ereditari
• Teoria cromosomica dell’ereditarietà
• Citogenetica
• Organizzazione del materiale ereditario nei procarioti e negli eucarioti
• Determinazione cromosomica del sesso

Il ciclo cellulare e i processi di divisione cellulare

• Mitosi e meiosi
• Il crossing-over e i suoi effetti genetici
• Organizzazione genetica dei genomi extra-nucleari

Principi di mappatura genica

• Associazione genica
• Concatenazione
• Interferenza
• Coincidenza
• Ricombinazione
• Mappe di associazione
• Test a due e a tre punti

Individuazione del materiale ereditario

Meccanismi di regolazione genica

• Regolazione trascrizionale
  • La sintesi dell’RNA.
  • Le diverse classi di RNA e i geni che le codificano
  • L’RNA messaggero.
  • I meccanismi di “splicing”.
• Regolazione post-trascrizionale
• Regolazione traduzionale
• Regolazione post- traduzionale
• Silenziamento genico
• MicroRNA
  • Scoperta
  • Biogenesi
  • Attività

Variabilità genetica

• Fonti di variabilità genetica alla base del processo evolutivo
  • Migrazione
  • Deriva genetica
  • Selezione naturale
  • Mutazioni
• Mutazioni
• Mutazioni genomiche
• Mutazioni cromosomiche
• Mutazioni geniche
• Elementi trasponibili

Ereditarietà dei caratteri quantitativi

• Effetti della componente genetica
• Effetti ambientali
• Influenza dei fattori ambientali sui caratteri quantitativi: gli esperimenti di Johannsen
• Esperimenti di Nilsson-Ehle con il frumento
• Esperimenti di East e l’ipotesi multifattoriale

Meccanismi riproduttivi delle specie coltivate

• Autogamia ed allogamia.
• Significato ecologico e evolutivo
• Conseguenze genetiche e meccanismi che favoriscono l’allogamia
• Dioicia, monoicia, dicogamia.
• Apomissia

Genetica di popolazione

• Frequenze genotipiche e alleliche
• Legge di Hardy-Weinberg e i fattori che ne alterano l’equilibrio

Il miglioramento genetico vegetale

• Storia del miglioramento genetico vegetale
• Obiettivi del miglioramento genetico
  • Aumento della resa.
  • Miglioramento della qualità
  • Miglioramento per la resistenza alle malattie

Biotecnologie applicate al miglioramento gentico delle piante coltivate:

Biotecnologie cellulari

• Clonazione vegetale
• Propagazione meristematica
• Coltura di embrioni
• Ibridazione somatica
• Tecnologie del DNA ricombinante
• Clonaggio genico
• Enzimi di restrizione e vettori di clonaggio
• Costruzione di banche genomiche, cromosomiche e di cDNA
• Analisi di geni e di trascritti genici
• Reazione di polimerizzazione a catena del DNA
• Ingegneria genetica delle piante
• Trasferimento genico mediato da Agrobacterium
• Trasformazione con metodo biolistico
• Esempi di piante transgeniche coltivate di interesse alimentare

Testo di riferimento

• F. Lorenzetti, S. Ceccarelli, F. Veronesi, Genetica Agraria. Ed. Patron,
  Bologna, 2002

Testi di approfondimento

• Barcaccia G. e Falcinelli M. Genetica e genomica, Vol. I, Genetica generale, Liguori Editore, 2008.
• Barcaccia G. e Falcinelli M. Genetica e genomica, Vol. II, Miglioramento genetico, Liguori Editore, 2006.
• Barcaccia G. e Falcinelli M. Genetica e genomica, Vol. III, Genomica e Biotecnologie genetiche, Liguori Editore, 2007.