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Oggetto:
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Laboratorio di tecniche di analisi genetica

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Techniques of genetic analyses

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Anno accademico 2018/2019

Codice dell'attività didattica
AGR0165
Docente
Prof. Sergio LANTERI (Affidamento interno)
Corso di studi
[001717] SCIENZE E TECNOLOGIE AGRARIE
Anno
3° anno
Tipologia
F - Altre attività
Crediti/Valenza
4
SSD dell'attività didattica
AGR/07 - genetica agraria
Modalità di erogazione
Convenzionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Obbligatoria
Tipologia d'esame
Orale
Prerequisiti
esame di Genetica e miglioramento genetico
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Sommario del corso

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Obiettivi formativi

 Il laboratorio ha  i seguenti obiettivi:

1) far acquisire competenze pratiche relative alle tecniche di estrazione del DNA da tessuti vegetali, quantificazione del DNA estratto, amplificazione PCR di marcatori microsatellite, applicazione della  tecnica elettroforetica ed analisi dei risultati. Ciò allo scopo   di verificare  la purezza di un lotto di sementi e di analizzare la segregazione di alleli di un locus microsatellite in una popolazione di mappa

2) far acquisire competenze pratiche nella preparazione di vetrini microscopici a partire da  tessuti meristematici presenti in apici radicali,  allo scopo di effettuare  la ricostruzione del cariotipo in metafase mitotica ed identificare le diverse fasi del ciclo cellulare.

3) sviluppare la capacità di utilizzare banche date e consultare la  letteratura scientifica in inglese, disponibile in  portali e siti web,  per  identificare i  primer idonei  ad effettuare l'amplificazione di  loci microsatellite;

4) sviluppare la capacità di organizzare una presentazione in power point  che illustri  gli obiettivi, le metodologie applicate ed i risultati ottenuti in un  articolo scientifico in inglese, assegnato dal docente a ciascun studente,  e relativo all'applicazione e sviluppo di tecniche di analsi molecolare del DNA.

 

The lab activities  will have the following objectives:

1) provide practical skills on DNA extraction from plant tissues,  its quantification,  PCR amplification of microsatellite markers, electrophoresis and analysis of the results. This with the goal to assess the purity of a seed lot as well as the segregation of microsatellite alleles in a mapping population;

2) provide practical skills in the preparation of microscope slides from root apex with the goal to perform the reconstruction of a karyotype from a mitotic metaphase as well as identify the different phases of the mitotic division;

3) stimulate the ability to  consult  databases as well as scientific literature  available in portals and websites with the goal to identify suitable primers for microsatellite loci amplification

4) stimulate the ability to organize a power point presentation that outlines the objectives, methodologies applied and the results obtained in a scientific paper,  assigned to each student, on the application and development of microsatellire markers.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Lo studente dovrà acquisire le seguenti abilità e conoscenze :

-  Capacità di realizzare in modo autonomo: (i)  l'estrazione del DNA da un tessuto vegetale ; (ii)  la  quantificazione del DNA estratto  mediante analisi su gel di agarosio, tecnica  fluorimetrica e spettrofotometrica; (iii) l' applicazione della tecnica PCR  per lo studio di loci microsatellite, (iv)  l'analisi dei risultati  mediante tecnica elettroforetica.

- Capacità di consultare database e  letteratura scientifica reperibile in  portali e  siti web per i identificare i primer idonei per  l' analisi di loci microsatellite .

- Capacità di preparare vetrini per analisi al microscopio ottico di cellule meristematiche presenti in apici radicali, allo scopo di  effettuare la  ricostruzione di un cariotipo a partire da cellule in metafase, nonché di identificare le diverse fasi della divisione mitotica.

- Capacità di organizzare una presentazione in power point illustrando  gli obiettivi, metodi e risultati riportati in un articolo scientifico in Inglese assegnato dal docente a ciascun studente e relativo all' applicazione e/o sviluppo  di marcatori molecolari.

- Conoscenza dei diversi campi di applicazione delle tecniche di analisi molecolare del DNA.

 

 

The student will have to acquire the following skills and competences

-  Ability  to independently perform  (i) extraction of DNA from  plant tissues ; (ii)  quantification of the extracted DNA by means of gel electrophoresis,   fluorimetry and spectrophotometry; (iii)  application of the  PCR technique for the analysis of microsatellite loci ; (iv)  analysis of the results following electrophoresis.

-  Ability , by consulting databases as well as scientific papers available in portals  and  websites, to identify the suitable  primers for the  amplification of  microsatellite loci .

-  Ability to prepare  microscope slides from root apex,  with the goal to perform the reconstruction of a karyotype from a mitotic metaphase as well as identify the different phases of mitotic division.

- Ability to organize a power point presentation, which outlines the objectives, methodologies applied and  results reported in a scientific paper in  English on the application and/or development  of microsatellite markers and assigned individually to each student.

- Knowledge of the fields of application of the molecular  techniques of DNA analysis . 

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Modalità di insegnamento

Il laboratorio prevede 30 ore di attività di laboratorio,  integrate da 10 ore di lezione frontale

The lab includes 30 hours of practical activities integrated  by 10 hours of lectures.

 

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Durante le attività di laboratorio gli studenti verranno seguiti individualmente, in modo da poter correggere eventuali errori ed imprecisioni nella realizzazione delle attività previste. L'acquisizione della capacità di operare in modo corretto e preciso in laboratorio verrà valutata in relazione ai  risultati conseguiti al termine di ciascuna delle attività previste.

Al termine di ogni attività pratica e  lezione frontale verrà  stimolata  la discussione su gli argomenti trattati, al fine di chiarire eventuali dubbi e verificare lo stato di apprendimento degli studenti.

La valutazione finale terrà conto dei risultati conseguiti  nelle attività pratiche condotte in laboratorio e della qualità e chiarezza espositiva della presentazione in power point relativa all'articolo scientifico assegnato.

Il punteggio contribuisce a determinare il voto finale di laurea.

 

During the  activities in  the lab,  the students will be individually monitored,  so that to rectify any mistake and inaccuracy  in their  implementation.

The discussion will be stimulated at the end of each practical activity and lecture, with the goal to clarify any doubt and check the student's learning status.

The final evaluation will take into account the results obtained in the practical activities carried out in lab as well as  the quality, organization and  clarity of the  power point presentation  on the scientific paper attributed to each student.

The final score is part of the final degree evaluation.

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Programma

Area della conoscenza : Tecnica

 

Area of knowledge: Technology

Argomenti delle lezioni frontali  (10 ore)

Gli argomenti trattati riguardano: (i) i campi di applicazione dei marcatori molecolari, con particolare riferimento ai marcatori microsatellite; (ii) come utilizzare database e siti web per ottenere dati di sequenza, identificare primer idonei per l'analisi microsatellite;  consultare letteratura scientifica .

Inoltre, verrà effettuata la lettura collettiva del riassunto degli articoli scientifici attribuiti a ciascun studente, allo scopo di inquadrarne il problema scientifico,  e  verranno forniti suggerimenti su come organizzare la presentazione in power point. 

Attività pratiche in laboratorio (30 ore)

Le attività pratiche  condotte in laboratorio prevedono che  inizialmente  ciascun studente effettui  la preparazione di soluzioni  utilizzate successivamente per l'estrazione del DNA e per effettuare l' elettroforesi,  la preparazione di un gel di agarosio, l'utilizzo di  micropipette per il caricamento del gel.

Successivamente ciascun studente effettuerà (i) l' estrazione DNA genomico da tessuto vegetale, campionato in campo e/o in laboratorio; (ii) la quantificazione del DNA estratto su gel di agarosio e mediante tecnica spettrofotometrica e fluorimetrica; (iii)  la diluizione dei campioni allo scopo di effettuare l'amplificazione PCR; (iv) l'applicazione della tecnica PCR per l'analisi di loci microsatellite; (v) l' analisi dei risultati  ottenuti a seguito di PCR. 

Inoltre le attività pratiche prevedono: (i) l'allestimento vetrini,  a partire da apici meristematici vegetali, per  l' identificazione, al microscopi ottico, delle diverse fasi del ciclo cellulare ; (ii) l' allestimento di vetrini per identificazione,  al microscopio ottico,  di cellule in metafase e successiva ricostruzione del cariotipo della specie in studio.

Infine, ciascun studente, dovrà realizzare una breve presentazione in  power point ed in inglese,  relativa ad un articolo scientifico attribuito dal docente, che sarà oggetto di una breve presentazione (10-15 min) in italiano.

 

 Topics of lectures  (10 hours)

The topics covered include:  (i) the fields of application of molecular markers, with particular reference to microsatellite markers; (Ii) how to obtain sequence data, identify suitable primers for microsatellite analysis and consult scientific literature from databases and websites.

In addition, the collective  reading of the summary of scientific articles, assigned to each student , will be carried out,  with a view to framing the scientific problem and providing suggestions on how to organize the power point presentation.

Practical work in the lab (30 hours)

The practical activities carried out in the lab provide that each student  prepares the  solutions used for DNA extraction and electrophoresis as well as the use of micropipette for the loading of the gel.

Afterwards each student will perform : (i) the sampling of plant material in field and from plantlets grown in lab, (ii)  the extraction of genomic DNA  from plant tissue; (iii) the quantification of the DNA extracted on agarose gel as well as by applying spectrophotometric and fluorimetric techniques; (iv) The dilution of DNA samples for PCR amplification; (v) the application of PCR ; (vi) the analysis, on agarose gel, of the results obtained following PCR amplification. 

The practical activities will also include  the preparation of  microscope slides from root apex, with the goal to identify,  at the  optical microscope, the different phases of the mitotic cycle as well as to reconstruct the karyoptype from cells in methapase.

At last, each student will be required to organize a short power point presentation in English, based on a scientific article, and briefly present it in Italian (10-15 minutes). 

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Testi consigliati e bibliografia

Russel et al. Genetica agraria. EdiSES

 

Russel et al. Genetica agraria. EdiSES

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Note

Pre-requisiti: esame di Genetica e miglioramento genetico

 

Pre-requisites: exam of Genetics and Plant Breeding

 

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Ultimo aggiornamento: 10/07/2018 09:45
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