Corso di Laurea in Scienze e tecnologie agrarie - STA

Arrivare a capire le relazioni tra la fisiologia delle piante e la pratica colturale, sia in condizioni ottimali che in condizioni limite dal punto di vista ambientale.

Gli argomenti del programma appartengono all'area delle conoscenze propedeutiche e all'area delle produzioni vegetali.

 

Conoscenze e capacità di comprensione.

Alla fine dell’insegnamento gli studenti saranno in grado di:

integrare le lezioni teoriche del programma con conoscenze acquisite dalla letteratura scientifica del settore. In questa parte, gli studenti svilupperanno abilità di comprensione di lingua inglese sia orale che scritta e indagini su banche date di letteratura scientifica.

 

Capacità di applicare conoscenze e comprensione.

Alla fine dell’insegnamento gli studenti saranno in grado di associare ai modelli di crescita e produzione delle piante agrarie i fondamenti della fisiologia vegetale, ovvero le relazioni causa effetto che determinano cio' che osservano nella pratica.

 

Per raggiungere gli obiettivi formativi di questo insegnamento si utilizzano lezioni magistrali in italiano (circa 60 ore), brevi riassunti in inglese sulla base di dati originali provenienti dalla letteratura scientifica  (circa 10 ore), ed autovalutazioni periodiche anonime  (circa 10 ore).

Le lezioni magistrali utilizzano materiale illustrativo proposto in classe sotto forma di diapositive, tutte rese disponibili agli studenti. Le discussioni riassuntive in inglese utilizzano banche dati della letteraura scientifica internazionale disponibili on line al docente ed agli studenti che vogliano collegarsi con il proprio portatile. Le autovalutazioni fissano gli argomenti periodicamente e allenano gli studenti all'esame finale.

L’insegnamento fa esplicito e continuo riferimento ai libri di testo. 

Durante l'insegnamento verranno effettuate prove scritte anonime periodiche.

Esame scritto di un’ora e mezza durante la quale i punti del programma saranno affrontati in forma di domande aperte.

 

Gli studenti saranno supportati nella comprensione di lingua inglese sia orale che scritta e sulle loro future capacità di indagini su banche date di letteratura scientifica, tramite lezioni riassuntive in inglese che riprenderanno il programma svolto in italiano, con l'ausilio di referenze scientifiche internazionali ricercate su banche dati.

Funzioni dell'acqua nella cellula e nella pianta; variazioni di potenziale idrico nel continuum suolo-pianta-atmosfera; psicrometro; camera a pressione trasporto xilematico; forze di tensione/coesione ed embolismi (danni e recupero); ruolo delle acquaporine; traspirazione fogliare: biofisica del fenomeno (umidità relativa, temperatura); conduttanza stomatica; movimenti degli stomi; biochimica della cellula di guardia; fattori ambientali che condizionano la regolazione stomatica: luce, CO₂; regolazione stomatica idropassiva e idroattiva; azione dell'ABA mediata dal Ca++; sintesi e redistribuzione dell'ABA; la tecnica del PRD (partial root drying).

Cenni sulla sintesi proteica; cinetica enzimatica; potenziale elettro-chimico di un soluto - equazione di Nernst; permeabilità delle membrane; potenziale di membrana; trasporto passivo: diffusione semplice e facilatata; trasporto attivo primario; H+-ATPasi; trasporto attivo secondario (simporto, antiporto).   

Fotosintesi: fase luminosa e fase oscura, fotosistemi, regolazione dell’organicazione del carbonio                      

Lo spettro dell'energia solare; eccitazione dei pigmenti, riemissione di energia: dissipazione e trasferimento; assorbimento energetico della clorofilla; i fotosistemi del cloroplasto; schema Z della fotosintesi, trasporto di elettroni; trasporto transmembrana di H+ e sintesi dell'ATP nel cloroplasto; fotoinibizione, formazione de radicali liberi dell'H₂O; confronto fotosintesi/respirazione per la sintesi di ATP; la RUBISCO; sintesi di amido primario nel cloroplasto; sintesi di saccarosio nel citosol; ripartizione del trioso-P tra cloroplasto e citosol; sintesi dell'amido secondario (amiloplasti).

Elementi strutturali del floema: funzioni; floema: modello di flusso di massa da organi sorgenti a organi sink; caricamento floematico (simportatore di zuccheri); scaricamento floematico; ripartizione dei prodotti della fotosintesi, forza di un sink; effetti delle variazioni del rapporto sorgente/sink; transizione sorgente/sink.

Assorbimento, trasporto e assimilazione di sostanze minerali.          

Modificazioni di soluzioni nutritive per valutare gli effetti di elementi minerali; movimento dei soluti nel terreno; trasporto apoplastico e cellulare degli elementi minerali; funzioni del trasporto di membrana nell'assorbimento ionico di sost. minerali; assorbimento del P (micorrize ectotrofiche e vescicolo-arbuscolari); riduzione del nitrato ad ammonio; organicazione dell'ammonio in aminoacidi (ciclo GS-GOGAT e sintesi AA); fissazione dell'N₂ atmosferico ad opera di microrganismi; simbiosi rizobi/leguminose.

Auxina: esperimenti di inizio '900 e risvolti funzionali; saggio biologico e radio-immunologico delle auxine; forma libera e forma coniugata (implicazioni su trasporto ed utilizzo); trasporto apolare (floematico) e polare (parenchimatico) ; effetti dell'auxina: allungamento di fusti e radici; auxine e fototropismo; auxine e gravitropismo in fusti e radici; effetti fisiologici dell'auxina: regolazione dominanza apicale, formazione radici secondarie, differenziamento vascolare; meccanismo d’azione dell’auxina a livello cellulare; effetti fisiologici delle gibberelline; effetti fisiologici delle citochinine; etilene; acido abscisico.

Aspetti ecofisiologici: risposta allo stress              

Stress idrico. Meccanismi di difesa delle piante allo stress idrico. Ad alto potenziale idrico. A basso potenziale idrico. Risposta isodrica ed anisoidrica allo stress idrico.

Ruolo del messaggio ormonale e chimico. Limitazioni alla crescita della piante ascrivibili a squilibri del potenziale idrico. Osmoregolazione.

Stress da freddo.

Stress da congelamento.

Stress salino.

Regolazione della fotosintesi. Controllo ambientale dell’assorbimento della CO₂: 1) regolazione stomatica; 2) competizione CO₂/O₂ per la Rubisco; 3) competizione tra la biosintesi di amido e quella del saccarosio; 4) allocazione dei fotosintati a differenti organi sink; 5) età delle foglie.

Assimilazione carbonica: risposta alla luce e alla temperatura in foglie cresciute al sole ed all'ombra.

 

I testi base consigliati per il corso sono:

Taiz L., Zeiger E., Moller I. M., Murphy A. Elementi di fisiologia vegetale, PICCIN, Padova, 2016.

(oppure)

Rascio N., Elementi di Fisiologia Vegetale, EdiSES, Napoli, 2017.

 

Siti internet di interesse:

http://6e.plantphys.net