La crescente pressione antropica, i cambiamenti climatici in atto e l’intensificarsi degli eventi estremi, espongono gli organismi vegetali a condizioni ambientali insolite ed imprevedibili, sottoponendoli a stress abiotici anomali per intensità, frequenza e durata. In conseguenza delle condizioni di crescita non ottimali, le piante sviluppano un’aumentata vulnerabilità agli agenti patogeni e infestanti. Ad aggravare la situazione, il processo sempre più avanzato di globalizzazione del mercato facilita l’introduzione accidentale di specie aliene di organismi fitofagi e microrganismi patogeni potenzialmente dannose e invasive che crea danni ingenti alla produzione agricola, oltre a rappresentare una minaccia concreta per la biodiversità nativa. Lo studio delle risposte delle piante agli stress ambientali fornisce una fondamentale base di conoscenze per lo sviluppo di strategie innovative per una agricoltura sostenibile in un contesto di forti variazioni climatiche, che tuteli sicurezza alimentare, salute, ecosistema e biodiversità sia nativa sia delle piante alimentari. Obiettivo del corso è fornire le competenze necessarie per comprendere gli effetti degli stress abiotici e biotici sugli organismi vegetali e le loro risposte alle variazioni ambientali, in considerazione anche degli effetti che tali risposte hanno sull’ambiente.
scheda docente materiale didattico
Metabolismo secondario nell’interazione piante-ambiente. Principali classi di metaboliti secondari. Ruoli funzionali ed ecologici del metabolismo secondario.
Tipologia degli stress abiotici e il loro impatto sulle piante. Le risposte delle piante agli stress abiotici. Adattamenti e acclimatamenti al deficit idrico. Adattamenti e acclimatamenti all’eccesso di acqua e alla carenza di ossigeno. Adattamenti e acclimatamenti allo stress salino. Adattamenti e acclimatamenti alle alte e basse temperature. Adattamenti e acclimatamenti a differenti condizioni di luce. Lo stress da alta irradianza. Lo stress da radiazione ultravioletta.
Tipologia degli inquinanti e il loro impatto sulle piante. Le risposte delle piante agli inquinanti ambientali. Ossidi di azoto. L’ozono troposferico. Metalli pesanti. Effetti delle elevate concentrazioni atmosferiche di biossido di carbonio.
Interazioni biotiche delle piante. Interazioni negative fra piante e altri organismi. Difese costitutive. Difese elicitate. Resistenza e priming. Interazioni benefiche fra piante e altri organismi. Azoto fissatori, micorrize ed impollinatori.
2. Biologia delle Piante Vol. 2: Interazioni con l’ambiente e Domesticazione. Smith A. M. et al; Zanichelli Editore
3. Fondamenti di Patologia Vegetale. Alberto Matta et al; Patron Editore, Bologna
4. Articoli scientifici e lezioni in power point fornite dal docente
Programma
Risposte di natura acclimatativa e adattativa agli stress ambientali. Tolleranza, difesa e omeostasi. Strategie di evitazione e contrasto. La plasticità fenotipica. Risposte fisiologiche e metaboliche agli stress ambientali.Metabolismo secondario nell’interazione piante-ambiente. Principali classi di metaboliti secondari. Ruoli funzionali ed ecologici del metabolismo secondario.
Tipologia degli stress abiotici e il loro impatto sulle piante. Le risposte delle piante agli stress abiotici. Adattamenti e acclimatamenti al deficit idrico. Adattamenti e acclimatamenti all’eccesso di acqua e alla carenza di ossigeno. Adattamenti e acclimatamenti allo stress salino. Adattamenti e acclimatamenti alle alte e basse temperature. Adattamenti e acclimatamenti a differenti condizioni di luce. Lo stress da alta irradianza. Lo stress da radiazione ultravioletta.
Tipologia degli inquinanti e il loro impatto sulle piante. Le risposte delle piante agli inquinanti ambientali. Ossidi di azoto. L’ozono troposferico. Metalli pesanti. Effetti delle elevate concentrazioni atmosferiche di biossido di carbonio.
Interazioni biotiche delle piante. Interazioni negative fra piante e altri organismi. Difese costitutive. Difese elicitate. Resistenza e priming. Interazioni benefiche fra piante e altri organismi. Azoto fissatori, micorrize ed impollinatori.
Prerequisiti
È consigliata la conoscenza dei fondamenti di biologia e fisiologia vegetale, con particolare riferimento all’organizzazione della cellula vegetale, alle relazioni idriche, alla fotosintesi, alla respirazione, alla nutrizione minerale e alla regolazione ormonale. Tali conoscenze costituiscono la base per comprendere i meccanismi di risposta delle piante alle variazioni ambientali.Testi Adottati
1. Interazioni Piante-Ambiente. Luigi Sanità di Toppi; Piccin Editore2. Biologia delle Piante Vol. 2: Interazioni con l’ambiente e Domesticazione. Smith A. M. et al; Zanichelli Editore
3. Fondamenti di Patologia Vegetale. Alberto Matta et al; Patron Editore, Bologna
4. Articoli scientifici e lezioni in power point fornite dal docente
Bibliografia Di Riferimento
La bibliografia comprende i testi indicati nel campo “Testi adottati” e gli articoli scientifici selezionati dalla docente sui temi del programma. Il materiale bibliografico integrativo accompagna lo studio dei meccanismi di risposta agli stress, delle interazioni biotiche e delle applicazioni alla sostenibilità ambientale.Modalità Frequenza
La frequenza è fortemente raccomandata.Modalità Valutazione
La verifica dell’apprendimento consiste in una prova scritta con domande aperte sugli argomenti del programma. Possono essere oggetto della prova anche i principi, le procedure e l’interpretazione dei risultati delle esercitazioni di laboratorio effettivamente svolte. Le domande verificano la conoscenza dei contenuti e la capacità di spiegare i meccanismi delle risposte vegetali, applicare i concetti a situazioni specifiche e stabilire collegamenti tra stress, processi fisiologici e conseguenze ambientali. Possono richiedere il confronto tra strategie di risposta e il commento di risultati sperimentali pertinenti al corso. Criteri di valutazione: la valutazione considera correttezza e completezza delle conoscenze, livello di approfondimento, capacità di integrare i diversi argomenti e di formulare interpretazioni motivate, chiarezza espositiva, organizzazione della risposta e proprietà del linguaggio scientifico. Proposta di criterio per la sufficienza: conoscenza adeguata dei concetti fondamentali e capacità di descrivere correttamente i principali meccanismi di risposta agli stress. Valutazioni più elevate corrispondono a maggiore approfondimento, capacità di collegamento e autonomia nell’argomentazione. La lode può essere attribuita a prove di particolare completezza e rigore, con piena padronanza dei contenuti e capacità critica. La prova verifica direttamente conoscenza e comprensione, applicazione delle conoscenze, autonomia di giudizio e comunicazione scritta; la capacità di apprendimento è valutata attraverso l’integrazione e la rielaborazione dei contenuti e dei materiali di studio.