| Codice |
A004778 |
| CFU |
3 |
| Docente responsabile |
Paola Angelini |
| Docenti |
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| Ore |
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| Attività |
Altro |
| Ambito |
Altre conoscenze utili per l'inserimento nel mondo del lavoro |
| Settore |
NN |
| Tipo insegnamento |
Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento |
ITALIANO |
| Contenuti |
Concetti generali di citologia vegetale, morfologia e differenziamento nei vegetali superiori. Isolamento e coltura di cellule in terreno solido e liquido. Regolatori di crescita naturali e di sintesi: azione biologica ed importanza nella coltura in vitro; la cellula vegetale in coltura in vitro. Tecnica di coltura in vitro: generalità e glossario. I terreni di coltura: principi nutrizionali e composizione. Colture in sospensione: istologia e morfologia delle colture in sospensione, mantenimento e subcoltura; tecniche elementari di controllo della crescita di una coltura cellulare. Micropropagazione: importanza della micropropagazione in ambito agricolo e commerciale; tecniche di micropropagazione. Processi rigenerativi: organogenesi ed embriogenesi somatica; embriogenesi somatica e gametica: origine e sviluppo. I protoplasti. Tecniche varie connesse alla metodologia dei protoplasti. Criopreservazione: tecniche di criopreservazione e mantenimento di germoplasma; cenni di altre tecniche innovative di preservazione. Produzione di metaboliti secondari tramite colture vegetali. |
| Testi di riferimento |
Berta G., Brasili E., Di Sansebastiano G.P., Forni C., Gamalero E., Guzzo F., Labra M., Lanfranco L., Lingua G., Miccheli A., Pasqua G., Trainati L., Valletta A., Visconti S. (2022) Biotecnologie Vegetali. Piccin Nuova Libraria S.p.A., Padova |
| Obiettivi formativi |
Al termine del corso, lo studente sarà in grado di: conoscenze teoriche: comprendere i principi fondamentali della citologia vegetale, con particolare riferimento alla morfologia e ai processi di differenziamento nei vegetali superiori. Conoscere i principali regolatori di crescita naturali e di sintesi, comprendendone l’azione biologica e il ruolo nei processi di coltura in vitro. Competenze tecniche e operative: applicare le principali tecniche di isolamento e coltura di cellule vegetali in ambiente solido e liquido. Utilizzare metodologie specifiche per l’allestimento, il mantenimento e la subcoltura di colture cellulari in sospensione, con capacità di monitoraggio della crescita cellulare. Eseguire protocolli di micropropagazione e comprenderne le implicazioni applicative in ambito agricolo e commerciale. Riconoscere e descrivere i principali processi rigenerativi (organogenesi ed embriogenesi somatica e gametica). Competenze avanzate in ambito biotecnologico: operare con tecniche relative all’isolamento, manipolazione e utilizzo dei protoplasti a fini di ricerca e miglioramento genetico. Conoscere le tecniche di criopreservazione e le strategie innovative per la conservazione del germoplasma vegetale. Comprendere le potenzialità delle colture cellulari vegetali nella produzione di metaboliti secondari di interesse industriale. Competenze trasversali: utilizzare in modo appropriato la terminologia scientifica relativa alla biotecnologia vegetale. Analizzare e risolvere problematiche pratiche in ambito laboratoristico, sviluppando autonomia operativa e capacità critica. Collaborare efficacemente in contesti di laboratorio, applicando protocolli tecnici e norme di buona pratica. |
| Prerequisiti |
Risultano propedeutiche a questo insegnamento le conoscenze generali di biologia. |
| Metodi didattici |
Il corso sarà articolato in lezioni teoriche volte a illustrare e spiegare i contenuti del programma, integrate da esempi pratici, analisi di casi studio, approfondimenti tematici ed esercitazioni di laboratorio. Parallelamente alla parte teorica, saranno svolte attività pratiche in laboratorio, finalizzate all’acquisizione di competenze fondamentali per l’allestimento di colture vegetali in vitro. Le principali esercitazioni previste comprendono: preparazione del terreno di coltura; avvio di una coltura in vitro (esempio della carota) e concetto di espianto; subcoltura; induzione dell’embriogenesi somatica in calli di carota; induzione dell’organogenesi da tessuti di cavolfiore; osservazione al microscopio di colture in embriogenesi somatica di conifere; isolamento di protoplasti da diversi tessuti vegetali. |
| Altre informazioni |
Orari di ricevimento studenti: Tutti i giorni, dalle ore 12:00 alle 13:00, salvo impegni didattici o istituzionali. Si consiglia di concordare l'appuntamento via e-mail. Contatti: Telefono: 075 5857360 E-mail: paola.angelini@unipg.it Indirizzo: Dipartimento di Chimica, Biologia e Biotecnologie Via del Giochetto – Istituti Biologici, Edificio B, piano terra 06122 Perugia Servizi di supporto: Per informazioni sui servizi dedicati agli studenti con disabilità e/o con Disturbi Specifici dell'Apprendimento (DSA), visitare la pagina: http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa |
| Modalità di verifica dell'apprendimento |
Modalità di verifica dell’apprendimento: l’esame consiste esclusivamente in una prova orale della durata di circa 20 minuti, volta a verificare la conoscenza e la comprensione degli argomenti teorici e pratici trattati nel programma del corso. Servizi di supporto Per informazioni sui servizi di supporto dedicati agli studenti con disabilità e/o con Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA), si invita a consultare la pagina: http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa |
| Programma esteso |
Le basi teoriche delle colture in vitro, la totipotenza delle cellule vegetali, differenziamento e de-differenzimento. Il ruolo degli ormoni vegetali nella pianta in vivo. Substrati di coltura, componenti inorganici e organici, risposta agli ormoni in vitro. Colture su mezzi agarizzati e liquidi. Il laboratorio di colture in vitro: tecniche, strumenti e materiali. Cenni alla storia delle colture in vitro. Scelta e prelievo degli espianti e sterilizzazione del materiale biologico: meristemi, tessuti somatici, embrioni zigotici e somatici, semi. Induzione di processi rigenerativi in vitro: organogenesi ed embriogenesi somatica; colture di callo, cellule in sospensione, protoplasti; il seme artificiale. Colture cellulari di cianobatteri, alghe e funghi. Propagazione clonale e variazioni somaclonali. Conservazione del germoplasma, crioconservazione e crio-risanamento. Produzione di metaboliti secondari mediante colture cellulari, di tessuti e organi in vitro. |
| Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile |
Contributo agli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile (Agenda 2030) Il corso contribuisce al raggiungimento di diversi Obiettivi di Sviluppo Sostenibile (SDGs) dell’Agenda 2030 delle Nazioni Unite, con particolare riferimento a: SDG 2 – Sconfiggere la fame: Attraverso lo studio di tecnologie innovative applicate alle piante, il corso promuove lo sviluppo di soluzioni per una produzione agricola sostenibile e resiliente. SDG 3 – Salute e benessere: Le biotecnologie vegetali hanno un impatto potenziale sulla qualità nutrizionale degli alimenti e sulla sicurezza alimentare. SDG 4 – Istruzione di qualità: Fornisce competenze tecniche e scientifiche avanzate, fondamentali per la formazione di figure professionali nel settore biotecnologico. SDG 12 – Consumo e produzione responsabili: Favorisce l’acquisizione di conoscenze per l’uso efficiente e sostenibile delle risorse naturali nei processi produttivi. SDG 13 – Lotta contro il cambiamento climatico: Le tecnologie trattate nel corso possono contribuire alla mitigazione degli effetti del cambiamento climatico attraverso lo sviluppo di piante più resistenti e processi a basso impatto ambientale. SDG 15 – Vita sulla Terra: Promuove la tutela della biodiversità vegetale e l’utilizzo sostenibile delle risorse biologiche. |
| Codice |
A004625 |
| CFU |
3 |
| Docente responsabile |
Paola Angelini |
| Docenti |
|
| Ore |
|
| Attività |
Affine/integrativa |
| Ambito |
Attività formative affini o integrative |
| Settore |
BIO/03 |
| Tipo insegnamento |
Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento |
ITALIANO |
| Contenuti |
Colture in vitro di cellule e tessuti: colture su substrato solido o semisolido (colture di calli), l’espianto, allestimento della coltura, il terreno di coltura, evoluzione temporale della coltura. Colture liquide in sospensione: curva di crescita e studio della vitalità cellulare, colture di protoplasti. Colture di organi: colture di radici e di hairy-roots, colture di embrioni (embriogenesi somatica), colture di germogli e micropropagazione. Colture idroponiche e aeroponiche Funghi per la produzione di biomateriali: studio dell’impiego biotecnologico dei funghi nella produzione di biomateriali sostenibili. Analisi delle caratteristiche del micelio, dei substrati e delle condizioni colturali, dei processi di trasformazione in materiali (compositi, pannelli, tessuti) e delle applicazioni nei settori industriali. Riferimento al ruolo dei biomateriali miceliari nella bioeconomia circolare e nella sostenibilità ambientale. Biotrasformazione di substrati per produrre molecole di interesse industriale. Biomasse e bioproduzioni: biomassa, uso energetico delle biomasse. Biocarburanti: produzione di bioetanolo. Utilizzo di Biomasse vegetali per la produzione di nutraceutici e cosmetici. Biomasse e ambiente: utilizzo delle biomasse per la depurazione. |
| Testi di riferimento |
Berta G., Brasili E., Di Sansebastiano, G.P., Forni C.; Gamalero E., Guzzo F., Labra M., Lanfranco L. Lingua G., Miccheli A., Pasqua G., Trainotti L., Valletta A., Visconti S. (2022) Biotecnologie Vegetali. Piccin Nuova Libraria S.p.A. Padova Sacchetti G., Paganetto G. (2021) Biotecnologie delle piante medicinali. Arti Grafiche Battaia – Zibaldo San Giacomo (MI). |
| Obiettivi formativi |
Al termine del corso, lo studente sarà in grado di comprendere i principi e le tecniche fondamentali delle colture in vitro di cellule, tessuti e organi vegetali; distinguere le principali tipologie di colture vegetali: calli su substrato solido, colture liquide in sospensione, colture di organi; allestire correttamente una coltura in vitro, con conoscenza del ruolo dell’espianto, della composizione dei terreni di coltura e dell’evoluzione temporale delle colture; analizzare la curva di crescita cellulare e valutare la vitalità nelle colture in sospensione e nei protoplasti, applicare tecniche di coltura specifiche per radici, embrioni, germogli e sistemi di micropropagazione, conoscere i principi delle colture idroponiche e aeroponiche e il loro impiego in ambito biotecnologico e agricolo. |
| Prerequisiti |
Conoscenze di base della Biologia Vegetale |
| Metodi didattici |
Il corso prevede lezioni teoriche frontali in aula, volte a fornire le basi concettuali delle tecniche di coltura in vitro, e attività pratiche in laboratorio (ove previste), finalizzate all’acquisizione di competenze operative. Durante le esercitazioni saranno eseguite: • preparazione e allestimento di colture su substrato solido e in sospensione liquida, • osservazione della curva di crescita e vitalità cellulare, • manipolazione di colture di organi (radici, germogli, embrioni), • introduzione alle colture idroponiche e aeroponiche. Il materiale didattico a supporto delle lezioni (slide, articoli scientifici, schede di laboratorio) sarà fornito dalla docente e reso disponibile sulla piattaforma Uni-Studium. |
| Altre informazioni |
La docente è disponibile per chiarimenti, richieste di ricevimento, informazioni su date d’esame e dettagli relativi al programma, contattandola tramite e-mail istituzionale (paola.angelini@unipg.it). Materiali didattici integrativi – come slide del corso, articoli scientifici e altri contenuti pertinenti – saranno resi disponibili agli studenti attraverso la piattaforma UniStudium con accesso libero durante il periodo di svolgimento del corso. |
| Modalità di verifica dell'apprendimento |
L’apprendimento sarà verificato tramite: Esame orale, volto a valutare la comprensione teorica delle tecniche di coltura in vitro, dei processi biologici coinvolti e delle applicazioni biotecnologiche trattate durante il corso; Prova pratica (ove prevista), finalizzata a verificare la capacità di eseguire correttamente procedure di laboratorio, quali l’allestimento di colture su substrato solido e liquido, la gestione di colture di organi, e l’analisi della vitalità cellulare. La partecipazione attiva alle esercitazioni e la compilazione di eventuali relazioni tecniche potranno contribuire alla valutazione complessiva. |
| Programma esteso |
Cellule vegetali come biofabbriche di prodotti chimici, nutraceutici, farmaceutici: metaboliti secondari e loro ruolo nelle piante; uso dei metaboliti secondari in campo farmaceutico, cosmetico e nutraceutico; metaboliti secondari da colture di cellule e organi in vitro; strategie per incrementare la produzione di metaboliti secondari in sistemi in vitro, ottimizzazione delle condizioni colturali per aumentare la resa; selezione delle linee cellulari per aumentare la produttività di metaboliti secondari; permeabilizzazione di membrane per il recupero dei metaboliti, immobilizzazione cellulare, elicitazione. Biotrasformazione di substrati per produrre molecole di interesse industriale. Le variabili che influenzano la produttività di sistemi biotecnologici: l’espianto, terreno di coltura, gli zuccheri, i nitrati, i fosfati, precursori biosintetici dei principi attivi, la luce, il pH, la temperatura, l’areazione, l’elicitazione, l’immobilizzazione Funghi impiegati nei processi per la produzione di biomateriali: il corso affronta l’utilizzo dei funghi come risorsa biotecnologica per la produzione di biomateriali innovativi e sostenibili. Verranno analizzate: le caratteristiche biologiche dei miceli fungini rilevanti per l’ingegneria dei materiali; i substrati e le condizioni colturali per la crescita controllata del micelio; i principali processi di trasformazione del micelio in biomateriali (compositi, schiume, pannelli, tessuti); le applicazioni dei biomateriali miceliari nei settori dell’imballaggio, dell’edilizia, del design, della moda e della medicina; il contributo di tali processi alla bioeconomia circolare e agli obiettivi di sostenibilità ambientale. Biotrasformazione di substrati per produrre molecole di interesse industriale. Biomasse e bioproduzioni: biomassa, uso energetico delle biomasse. Biocarburanti: produzione di bioetanolo. Utilizzo di Biomasse vegetali per la produzione di nutraceutici e cosmetici. Biomasse e ambiente: utilizzo delle biomasse per la depurazione. |
| Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile |
Il corso contribuisce a diversi Obiettivi per lo Sviluppo Sostenibile (SDGs) delle Nazioni Unite, promuovendo approcci biotecnologici innovativi e sostenibili: Obiettivo 3 – Salute e benessere: Attraverso lo studio delle cellule vegetali come biofabbriche per la produzione di composti farmaceutici, nutraceutici e cosmetici, il corso supporta lo sviluppo di soluzioni per la salute più accessibili e sostenibili. Obiettivo 9 – Imprese, innovazione e infrastrutture: Il corso affronta strategie avanzate di ingegneria metabolica, biotrasformazione e sistemi di coltura in vitro per la produzione di molecole bioattive ad alto valore aggiunto, promuovendo l’innovazione nei settori della biotecnologia e della bio-manifattura. Obiettivo 12 – Consumo e produzione responsabili: Viene promossa l’adozione sostenibile di risorse biologiche, come sistemi vegetali e fungini, per la produzione di composti chimici e materiali, incentivando alternative ecocompatibili ai processi industriali tradizionali. Obiettivo 13 – Lotta contro il cambiamento climatico: L’impiego della biotecnologia vegetale e fungina contribuisce a ridurre l’impatto ambientale dei sistemi produttivi, diminuendo la dipendenza da sostanze chimiche di sintesi e materiali di origine fossile. Obiettivo 15 – Vita sulla Terra: Il corso promuove l’uso sostenibile della biodiversità vegetale e fungina attraverso la coltivazione in vitro, riducendo la necessità di raccolta da popolazioni naturali e contribuendo alla conservazione delle risorse biologiche. Obiettivo 17 – Partnership per gli obiettivi: La natura interdisciplinare del corso favorisce la collaborazione tra biotecnologia, agricoltura, scienze ambientali e industria, rafforzando le partnership multisettoriali a sostegno dello sviluppo sostenibile. |
