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Genetica della produzione sementiera

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Seed genetics

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Anno accademico 2019/2020

Codice dell'attività didattica
SAF0241a
Docente
Prof. Ezio Portis (Affidamento interno)
Insegnamento integrato
Corso di studi
[001501] SCIENZE AGRARIE
Anno
2° anno
Tipologia
D - A scelta dello studente
Crediti/Valenza
4
SSD dell'attività didattica
AGR/07 - genetica agraria
Modalità di erogazione
Convenzionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Facoltativa
Tipologia d'esame
Orale
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

AREA DELLA PRODUZIONE E GESTIONE

Fornire agli studenti le conoscenze di base per la comprensione dei meccanismi di propagazione delle piante e sulle principali tecniche, di tipo sia tradizionale che biotecnologico, finalizzate al miglioramento genetico delle specie di interesse agrario.

 

PRODUCTION AND MANAGEMENT AREA

To provide students with a basic understanding on the principles of plant propagation, as well as on the most important techniques, both traditional and innovative, aimed at breeding of agricultural crops.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Conoscenze e capacità di comprensione

Approfondimento delle conoscenze sui processi biologici alla base della propagazione delle piante e comprensione dei meccanismi genetici e fisiologici legati alla formazione del seme. Acquisizione di conoscenze sulle modalità di gestione del materiale propagativo e delle norme che disciplinano il settore sementiero.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Rendere gli studenti consapevoli dell'importanza delle tecniche di propagazione nelle produzioni agrarie, nonché della salvaguardia della variabilità genetica. Acquisizione delle competenze necessarie a definire le modalità più opportune per l'allestimento di colture agrarie.

Autonomia di giudizio

Acquisizione delle conoscenze per valutare criticamente le diverse opzioni nel campo della scelta del materiale propagativo utilizzabile in campo agroambientale. Capacità di valutare la qualità, sia genetica che agronomica, del materiale propagativo utilizzato.

Abilità comunicative

Capacità di esporre in modo chiaro le problematiche legate alla propagazione delle piante. Utilizzazione della terminologia appropriata nel campo della propagazione delle piante.

Capacità di apprendimento

Perfezionamento della facoltà di valutare criticamente quanto appreso, distinguendo dati oggettivi da valutazioni soggettive.

 

Knowledge and understanding

Deepening of the knowledge on biological processes basic to plant propagation and comprehension of genetic and physiological aspects linked with seed production.  Acquisition of knowledge on management strategies of propagative material and on rules applicable to seed sector.

Applying knowledge and understanding

To acquaint students with importance of propagation techniques for agriculture and forest production, and stimulate awareness for the conservation and sustainable use of plant genetic resources.  Acquisition of skills needed to define the most appropriate techniques for plant cultivation.

Making judgements

Acquisition of knowledge needed to critically evaluate different options in choosing propagative material. Ability to evaluate the quality, both genetic and agronomic, of the used propagative material.

Communication skills

Ability to explain clearly aspects related to plant propagation. Use of correct terminology in the field of plant propagation techniques.

Learning skill

Completion of skill to critically evaluate the acquired knowledge, distinguishing objective data from personal evaluations.

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Modalità di insegnamento

L'insegnamento consiste di 32 ore di lezione frontale e 8 di esercitazioni. Le lezioni frontali si avvalgono dell'utilizzo di diapositive (presentazioni in PowerPoint), che sono a disposizione degli studenti.

The course consists of 32 hours of lectures and 8 hours devoted to practical activities. Lectures are facilitated by the use of slides, which are available for students.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Svolgimento di esercizi da parte degli studenti, sotto la supervisione del docente, inerenti la parte di programma svolta fino ad allora. Riproposizione di argomenti risultati di difficile comprensione alla maggior parte degli studenti.

L'esame finale consiste in un colloquio orale e in una parte pratica di riconoscimento dei semi di maggior importanza in campo agricolo.

 

Execution of exercises on parts of program already carried out by students, under the control of the lecturer. Repetition of topics not properly understood by the majority of students.

Final examination consists of an oral interview and a practical to ascertain the knowledge of seeds of the most important agricultural species.

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Programma

- Metodi di propagazione delle piante. Riproduzione sessuale e moltiplicazione vegetativa. Autogamia ed allogamia. Significato ecologico e evolutivo.

- La propagazione vegetativa. Tecniche di propagazione. Micropropagazione in vitro.

- La formazione dei semi e la loro struttura anatomica. Seme commerciale e seme biologico. La germinazione dei semi ed i fattori che la condizionano. Fenomeni di dormienza e trattamenti per il loro superamento. Semi recalcitranti. La conservazione dei semi nel breve e nel lungo periodo. Semi artificiali.

- Aspetti genetici della produzione sementiera. Maschiosterilità, auto incompatibilità ed uso di marcatori genetici. Tecniche per la costituzione di nuove varietà in specie a propagazione vegetativa, specie autogame (selezione nell'ambito di varietà locali e di popolazioni eterogenee artificiali), specie allogame (popolazioni a libera impollinazione). Il reincrocio. La selezione ricorrente. Gli ibridi. Caratteristiche, importanza e modalità di ottenimento. Attitudine alla combinazione generale e specifica. Inbreeding ed eterosi: cause e conseguenze. La selezione conservatrice.

- La domesticazione delle specie coltivate. I centri di origine delle specie. La domesticazione di frumento, riso, mais e patata. Principali caratteri modificati dalla domesticazione.

- La conservazione delle risorse genetiche. Criteri di scelta del materiale da salvaguardare. La conservazione di semi e di strutture alternative (materiale propagativo, tessuti in vitro, embrioni, polline). Determinazione della dimensione dei campioni da conservare. Le banche del germoplasma: dimensioni e modalità di conservazione. Problemi connessi con il monitoraggio e l'invecchiamento del materiale conservato. Semi ortodossi e recalcitranti. Il ringiovanimento del materiale. La caratterizzazione delle risorse genetiche conservate. 

- Qualità del seme. Germinabilità e vigore. Metodi ufficiali e innovativi di analisi delle sementi.

- Legislazione comunitaria e nazionale. Produzione e certificazione del materiale sementiero. Produzione e commercializzazione di sementi biologiche. Rilascio di varietà geneticamente modificate e commerciabilità di prodotti contenenti OGM. Varietà di conservazione. Diritti del costitutore: plant breeder' rights e farmer's privilege. Lo scambio delle risorse genetiche. La diffusione di fitopatie e la quarantena. Il controllo delle risorse genetiche. Brevettabilità e proprietà dei geni. Aspetti socio-politici legati allo sfruttamento della variabilità genetica. La bio-pirateria.

- Le macchine per la lavorazione delle sementi.  Concia e confettatura dei semi.

- Produzione sementiera nelle principali colture cerealicole (frumento, mais, riso), ortive (Cucurbitacee, carota), di pieno campo (patata). Problematiche nella produzione sementiera delle specie forestali.

 

 

- The propagation of the plants: sexual reproduction and vegetative propagation. Autogamy and allogamy. Ecological and evolutive importance.

- Vegetative propagation. Propagation techniques. In vitro micropropagation.

- Seed formation and anatomic structure. Commercial and biological seed. Seed germination and factor involved. Dormancy and methods to overcome it. Recalcitrant seeds. Seed storage in short and long time. Artificial seeds.

- Genetic aspects of seed production. Male-sterility, self-incompatibility and use of genetic markers. Methods for new cultivars development in vegetatively propagated, autogamous (selection within old races and artificial heterogeneous populations) and allogamous (open pollinated populations) species. The back-cross. Recurrent selection. F1 hybrids. Characteristics, importance and methods to obtain them. General and specific combining ability. Inbreeding and heterosis: causes and consequences. Maintenance breeding.

- Domestication of cultivated species. Centers of origin of species. Domestication of wheat, rice, corn and potato. Main traits modified during domestication.

- Genetic resources preservation. Choice of material to be preserved. Storage of seeds and other material (tissues, embryos, pollen). Determination of sample size. Seed banks: size and ways of storage. Seed viability monitoring and ageing of stored material. Rejuvenation of samples. Characterization of genetic resources.

- Seed quality. Vigor and germinability. Official and innovative methods for seed quality testing.

- EU and national rules. Seed production and certification. Organic seeds production and trade. Release of genetically modified cultivars. Plant breeder' rights and farmer's privilege. Genetic resources exchange. Diffusion of diseases and quarantine. Control of genetic resources. Patentability and genes property. Social, political and economic aspects linked with genetic variability exploitation. Bio-piracy.

- Equipment for seed processing. Seed dressing and pelleting.

- Seed production in most important crops (wheat, corn, rice, Cucurbitaceae, carrot, potato). Aspects linked to seed production in forest species.

Testi consigliati e bibliografia

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Testi di riferimento

  • Barcaccia G., Falcinelli M. Genetica e genomica. Volume II (capitoli 10 e 15). Liguori Editore, Napoli, 2005.
  • Ciriciofolo E., Benincasa P. SEMENTI: biologia, produzione e tecnologia. Edagricole - New Business Media, Bologna, 2017.
  • Zocca A. La propagazione di alberi e arbusti. Edagricole, Bologna, 1999

Testi utili per consultazione

  • Lorenzetti F., Lorenzetti S., Rosellini D. Uomini e semi. Patron Editore, Bologna, 2013.
  • Grassi F., Labra M., Sala F.  Introduzione alla biodiversità nel mondo vegetale. Piccin, Padova, 2006.
  • Buiatti M. La biodiversità. Il Mulino, Bologna, 2007.
  • Angelini M. Minima ruralia. Pentagora, Savona, 2013.
  • Quagliotti L. Produzione delle sementi ortive. Edagricole, Bologna, 2001.

 

Reference bibliography

  • Barcaccia G., Falcinelli M. Genetica e genomica. Volume II (capitoli 10 e 15). Liguori Editore, Napoli, 2005.
  • Ciriciofolo E., Benincasa P. SEMENTI: biologia, produzione e tecnologia. Edagricole - New Business Media, Bologna, 2017.
  • Zocca A. La propagazione di alberi e arbusti. Edagricole, Bologna, 1999

Books useful for consultation

  • Lorenzetti F., Lorenzetti S., Rosellini D. Uomini e semi. Patron Editore, Bologna, 2013.
  • Grassi F., Labra M., Sala F.  Introduzione alla biodiversità nel mondo vegetale. Piccin, Padova, 2006.
  • Buiatti M. La biodiversità. Il Mulino, Bologna, 2007.
  • Angelini M. Minima ruralia. Pentagora, Savona, 2013.
  • Quagliotti L. Produzione delle sementi ortive. Edagricole, Bologna, 2001.



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Note

 La copia dei lucidi proiettati durante le lezioni  sono disponibili presso la piattaforma campusnet.

 

 Copy of the slides projected during lectures are available at campusnet platform.

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Ultimo aggiornamento: 29/02/2020 16:22
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