Corso di Laurea in Scienze forestali e ambientali - SFA

Fornire agli studenti conoscenze di base per la comprensione dei meccanismi di trasmissione dei caratteri ereditari e sulle principali tecniche, di tipo dia tradizionale che biotecnologico, finalizzate al miglioramento genetico delle specie di interesse forestale, nonché relative alle problematiche legate alla valutazione e salvaguardia delle risorse genetiche forestali.

Rendere gli studenti consapevoli delle potenzialità e dei rischi legati alla manipolazione genetica degli organismi vegetali, nonché dell’importanza della conservazione della variabilità genetica.

L’origine della vita: evoluzione chimica ed evoluzione biologica. L’evoluzione: lotta per la sopravvivenza e selezione dei più adatti. Concetto di specie. Modalità di speciazione. Meccanismi di isolamento. Origine della variabilità genetica.

Cenni sull’evoluzione delle teorie relative alla trasmissione dei caratteri ereditari. L’individuazione del materiale ereditario. La struttura chimica degli acidi nucleici. Il DNA. La replicazione del DNA. Vari tipi di RNA. Il codice genetico e la sintesi delle proteine. La maturazione dell’RNA messaggero. Regolazione della sintesi proteica.

Organizzazione del materiale ereditario. Struttura dei cromosomi. Il cariotipo. 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: genoma plastidiale e mitocondriale.

Le leggi di Mendel. Geni e alleli. Omozigosi ed eterozigosi. Dominanza, recessività e segregazione. Segregazione indipendente. Autofecondazione e progresso verso l’omozigosi. Allelia multipla. Autoincompatibilità gametofitica. Associazione e ricombinazione. Frequenza di ricombinazione e mappe genetiche.

Determinazione del sesso: ambientale, monogenica, cromosomica. Sistemi XO, XY, WZ. Eredità dei caratteri legati al sesso. Eredità extracromosomica: effetto materno, eredità plastidiale e citoplasmatica.

Eredità dei caratteri quantitativi. Effetto dell’ambiente e concetto di additività. Segregazione trasgressiva. Scomposizione della variabilità fenotipica. Ereditabilità. Progresso genetico e risposta alla selezione.

Genetica di popolazioni. Frequenze genotipiche e geniche. La legge di Hardy-Weinberg e i fattori che ne alterano l’equilibrio. Polimorfismo bilanciato e carico genetico. La deriva genetica.

Mutazioni spontanee e indotte. Mutazioni genomiche euploidi e aneuploidi: aploidi e poliploidi. Importanza in campo forestale. Mutazioni geniche. Mutazioni cromosomiche. Mutagenesi e agenti mutageni.

Autogamia ed allogamia. Condizioni che favoriscono l’allogamia, con particolare riferimento alle specie di interesse forestale. Biodiversità ed adattabilità. Biodiversità a livello di ecosistema, di specie e di gene. Lo studio della variabilità genetica mediante l'uso di marcatori. Caratteristiche del marcatore ideale.

La variabilità genetica e la conservazione del germoplasma. Metodi in situ ed ex situ. La conservazione dei semi nel breve e nel lungo periodo. Semi recalcitranti. La Direttiva UE 105/1999 e il D.Leg 386 del 10/11/2003. Le Regioni di Provenienza e i Boschi da Seme.

Obiettivi e strategie del miglioramento genetico. Impostazione di un programma di breeding. Aspetti peculiari del miglioramento genetico forestale. La selezione. Aspetti generali e possibilità di incrementare il guadagno genetico. Selezione inter ed intra-ecotipica. Selezione clonale, per boschi plus e per individui. Selezione per famiglie half-sib e full-sib. Progeny test. Gli arboreti da seme; arboreti clonali ed ottenuti da seme. Inbreeding ed eterosi. Attitudine generale e specifica alla combinazione.

Colture in vitro e propagazione vegetativa. Rigenerazione ed embriogenesi somatica: Variabilità soma-clonale. Ottenimento di aploidi e di linee aplo-diploidi. Applicabilità in campo forestale.

Ingegneria genetica. Clonaggio dei geni e trasformazione genetica. Protoplasti e ibridazione somatica. Rischi legati al rilascio di OGM nell’ambiente. Potenzialità in campo forestale.