Metodologie genetico molecolari

Corso di Laurea Magistrale in Scienze e Tecnologie Alimentari
Corso Integrato: Biotecnologie per la qualità degli alimenti (9 CFU)
Modulo: Metodologie genetico-molecolari
(6 CFU: 4 CFU Lezioni + 2 CFU Esercitazioni)
Docente
Prof.ssa Agata Gadaleta
– email: [email protected]
- Tel. 080 544 2993
Obiettivi Formativi
I contenuti dell’insegnamento riguardano lo studio delle principali metodologie genetiche e molecolari da
applicare per il controllo della qualità e sicurezza di prodotti alimentari derivati. Durante il corso saranno
affrontate problematiche inerenti le tecniche relative all’identificazione e certificazione varietale delle materie
prime e dei prodotti alimentari derivati. Inoltre saranno descritte le metodologie di trasformazione genetica
finalizzate all’apprendimento di tecniche di rilevamento qualitativo e quantitativo di OGM.
Competenze acquisibili
Al termine del corso lo studente avrà acquisito competenze nella gestione e controllo delle operazioni nella
filiera produttiva con metodologie basate principalmente sulla tracciabilità genetica.
Programma del Corso (1 CFU di Lezioni = 8 ore; 1 CFU di Esercitazioni = 14 ore)
Numero di ore
Argomenti
Genomica vegetale. Organizzazione e struttura del genoma
nelle piante. Sequenze uniche e sequenze ripetute. Famiglie
multigeniche. Elementi trasponibili. Mappe genetiche. Mappe
fisiche. L’assegnazione di loci a specifici cromosomi.
Localizzazione di geni e marcatori molecolari su mappe
genetiche. Mappe cromosomiche ad alta risoluzione.
Ibridazione in situ. Mappatura fisica dei genomi. Relazioni tra
distanze genetiche e distanze fisiche. Analisi comparative dei
genomi delle piante. Uso delle mappe genetiche nell’analisi di
caratteri mendeliani e caratteri quantitativi. Strategie per
individuare QTL. Caratterizzazione di QTL. Mappatura fine di
QTL.
N. CFU
Lezioni
Esercitazioni
1,3
10
-
1,1
4
9
0,9
4
6
I marcatori nell’analisi del genoma. Marcatori biochimici.
Marcatori molecolari. Marcatori molecolari basati su tecniche di
restrizione ed ibridazione. Marcatori molecolari basati su
tecniche di amplificazione (PCR derivati).Marcatori SSR.
Marcatori AFLP. Marcatori SNP.
Tracciabilità degli alimenti di origine vegetale Tracciabilità e
rintracciabilità nelle principali filiere agro-alimentari. Prodotti
tipici e a marchio (DOP, DOC, IGP, IGT). Applicazione di
metodologie biochimiche e molecolari agli alimenti. Estrazione
del DNA genomico da alimenti. Metodologie qualitative e
quantitative basate sulla PCR.
Tecnologie
avanzate
di
genetica
molecolare
e
bioinformatica. Metodi di sequenziamento: metodo Sanger,
pirosequenziamento, Illumina, Solid. Sequenziamento delle
specie vegetali. La bioinformatica come strumento di
tracciabilità.
0.3
2
-
1,3
6,0
8,0
Uso delle tecniche molecolari per il controllo analitico delle
sementi, colture agrarie e alimenti derivati. Metodologie
qualitative e quantitative di rilevamento di OGM. Rilievo e
quantificazione di OGM in alimenti. Problematiche analiticometodologiche nell’analisi degli OGM. GMO approvati e
commercializzati. Campionamento e analisi delle sementi e
alimenti derivati. Campionamento e analisi delle colture.
Gestione delle colture e dei campi. Espressione dei risultati e
certificati di analisi.
0.9
4
5
Legislazione in materia di organismi geneticamente
modificati. Impatto delle biotecnologie sull’ambiente e sulla
salute umana. La normativa sugli alimenti geneticamente
modificati. Inquadramento del problema nel contesto agricolo,
sementiero, alimentare.
Totale
0,2
2
6
32
Integrazione ed espressione di geni esogeni in piante
transgeniche. Sviluppo dell’ingegneria genetica nelle piante
coltivate. Metodologie di trasformazione genetica. Metodi basati
sull’Agrobacterium e trasformazione genetica diretta. Vettori di
trasformazione. I componenti principali dei geni vegetali.
Promotori. Terminatori. Geni marcatori selezionabili. Geni
reporter. RNA antisenso. La produzione di OGM senza
marcatori.
-
28
Esame
L’esame consiste in una prova orale sugli argomenti sviluppati durante le ore di lezione teorica e teoricopratica in aula e in laboratorio.
Materiale di studio
BIOTECNOLOGIE E GENOMICA DELLE PIANTE. 2014 Idelson-Gnocchi.
GIGLIOTTI C., R. VERGA, 2007 Biotecnologie alimentari, Piccin
Appunti delle lezioni.
Materiale bibliografico di approfondimento
ROGGI C., G.TURCONI, 2007 Igiene degli alimenti e nutrizione umana. La sicurezza alimentare.
Orario di ricevimento
Lunedì, Martedì, Giovedì
10,30 - 13,30
Ausili didattici
Gli argomenti del corso saranno trattati con l’ausilio di presentazioni in Power Point e lucidi le
cui copie sono disponibili presso il Dipartimento di Scienze del Suolo, della Pianta e degli
Alimenti (DiSSPA) sez. di Genetica e miglioramento genetico
Per gli studenti a tempo parziale:
BIOTECNOLOGIE E GENOMICA DELLE PIANTE. 2014 Idelson-Gnocchi
GIGLIOTTI C., R. VERGA, 2007 Biotecnologie alimentari, Piccin
Per gli studenti stranieri:
DA-WEN SUN, 2008. Modern techniques for food authentication. Elsevier
Master Degree in Food Science and Technology
Integrated Course: Quality food biotechnology (9 ECTS)
Module: Genetic and molecular methodologies
(6 ECTS: 4 ECTS Lectures + 2 ECTS Laboratory or field classes)
Professor
Prof.ssa Agata Gadaleta
– email: [email protected]
- Tel. 080 544 2993
Educational Goals
The contents of the course concern the study of main genetic and molecular methods to apply for food
traceability and security. During the course will be described procedures regarding the variety identification in
first matter and in derived products. Furthermore, will be studied protocols of genetic transformation aimed to
perform quali-quantitative analyses of GMO in food.
Acquirable skills
At the end of the course the student will acquire knowledge in the food management and control by
procedures principally based on traceability.
Course Programme (1 ECTS of Lecture = 8 hours; 1 ECTS of Laboratory and field classes = 14 hours)
Number of hours
Topic/Subject
N. ECTS
Lecture
Lab & field cl.
1.3
10
-
1.1
4
9
Food traceability. Traceability of food steps production. Rules
for food security. Application of biochemical and molecular procedures in food traceability. Traceability of DOP, DOC, IGP, IGT
food. Qualitative and quantitative PCR
0.9
4
6
Advanced molecular analysis and bioinformatics
Sequencing methods: Sanger, Illumina, Solid. Use of
bioinformatics tools in traceability analysis.
0.3
2
0
1.3
6
8
0.9
4
5
Genomics . Genome structure in plants, Segregation and
linkage of genes. Recombination. Linkage maps. Chromosome
mapping. Hybridization in situ. Organization of the genome.
Simple sequences and simple sequence repeats. Multigenic
families Comparative genomics Localization of genes and
molecular markers. Quantitative trait Loci QTL, analysis, QTL
identification.
Markers in genome analysis. Biochemical markers. Molecular
markers. RFLP, SSR, AFLP, SNP markers. Chromosome in situ
hybridization. Genome in situ hybridisation to identify alien
genes.
Genetic transformation and gene expression in plants.
Application of recombinant DNA methodologies. Agrobacterium
method. Direct genetic transformation. Vectors. Main
components of plant genes. Promoters. Selectable markers.
Gene reporter. Antisense RNA. Production of GMO selectable
markers free.
Molecular techniques for analytical control of seeds, plants,
and derived products. PCR, Real Time PCR and microarray in
GMO evaluation. Protocols for GMO quantification. Approved
GMO in Europe, GMO samples analysis and results description
Regulation of GMO. GMO, environment and human health.
Rules for GMO .
Total
0.2
2
-
6
32
28
Exam
The exam consists of an oral test with questions related to the lectures and exercises.
Support materials
BIOTECNOLOGIE E GENOMICA DELLE PIANTE. 2014 Idelson-Gnocchi.
GIGLIOTTI C., R. VERGA, 2007 Biotecnologie alimentari, Piccin
Notes of the lectures distributed during the course.
Additional readings
ROGGI C., G.TURCONI, 2007 Igiene degli alimenti e nutrizione umana. La sicurezza alimentare.
Visiting hours
Monday, Tuesday, Thursday
10.30 – 13.30
Teaching procedures
Lectures will be presented through Powerpoint and overhead. Various materials might be
shown to elucidate theoretical aspects (“in vitro” and “in vivo” specimens, tools, etc.)
For part-time students
BIOTECNOLOGIE E GENOMICA DELLE PIANTE. 2014 Idelson-Gnocchi
GIGLIOTTI C., R. VERGA, 2007 Biotecnologie alimentari, Piccin
For foreign students
DA-WEN SUN, 2008. Modern techniques for food authentication. Elsevier, Amsterdam