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Nozioni di biologia molecolare delle piante: Arabidopsis come pianta modello; identificazione della funzione dei geni - genetica tradizionale e genetica inversa; mutazioni sito-specifiche e per inserzione. Le origini dell’agricoltura, centri di origine e domesticazione delle piante. Il miglioramento genetico delle piante: selezione artificiale, incrocio controllato, miglioramento per mutagenesi. Piante geneticamente modificate: differenze tra breeding tradizionale e ingegneria genetica. Tecniche di trasformazione delle piante: Agrobacterium tumefaciens – meccanismo di trasferimento del T-DNA – vettori binari e cointegrativi; trasferimento diretto del DNA con il sistema biolistico. Coltura “in vitro” di cellule e tessuti. Rigenerazione della pianta, embriogenesi e organogenesi diretta e indiretta; ruolo degli ormoni. Micropropagazione. Progettazione del costrutto transgenico: promotori costitutivi, tessuto-specifici, inducibili, esempi di promotori inducibili chimicamente; marcatori di selezione; geni reporters. Marcatori per la “Selezione positiva”. Trasformazione dei cloroplasti. Eliminazione del gene marcatore. Espressione transiente, uso dei vettori virali. Uso delle piante transgeniche per la comprensione della funzione dei geni: costrutti senso e anti-senso. Gene silencing post-trascrizionale, costrutti per il silenziamento genico. Applicazioni delle biotecnologie vegetali: tolleranza agli erbicidi; resistenza agli insetti; controllo della maturazione; colorazione dei fiori; resistenza allo stress idrico; miglioramento delle qualità nutrizionali; produzione di proteine di farmaceutico e di vaccini in pianta.
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