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BIOTECNOLOGIE VEGETALI E MICROBICHE

Corso di laurea magistrale

Piano di Studi


Primo anno

  • Biotecnologie genetiche (6 cfu)

    • Il corso è mirato all’apprendimento teorico e pratico delle biotecnologie applicate alle piante, con l’uso complementare di genetica molecolare (isolamento e trasferimento di geni, uso dei marcatori molecolari, ecc.) e di metodologie classiche (mutagenesi, culture in vitro, ecc.).
  • Bioinformatica (6 cfu)

    • Il corso si propone di introdurre gli studenti all'utilizzo dell' ampio numero di strumenti, tecniche, risorse d'analisi e database pubblici complessivamente raccolti sotto il nome collettivo di “Bioinformatica”
  • Legislazione biotecnologica (6 cfu)

    • Trasmettere agli studenti le conoscenze fondamentali relative alla disciplina nazionale, comunitaria e internazionale nel settore ambientale,
      di individuare le nozioni giuridiche di base di questo settore con particolare interesse ai principi di diritto ambientale, ai profili di
      responsabilità e alla disciplina della protezione e gestione del suolo, delle acque e dell’ambiente.
  • Composti bioattivi e metabolomica (9 cfu)

    • Il corso è finalizzato allo studio delle principali classi di composti bioattivi e delle via metaboliche responsabili della loro produzione, con particolare riguardo ai pathways biosintetici tipici del metabolismo secondario vegetale e ad alcune vie di produzione batteriche e fungine. Il corso fornirà informazioni relative alla produzione biotecnologica e ad approcci alternativi per aumentare la produzione di molecole bioattive. Sarà inoltre affrontata la caratterizzazione delle proprietà biologiche dei diversi composti, con particolare riguardo alla loro azione nutraceutica. Infine, il corso esaminerà le principali tecnologie utilizzate per l’analisi del metaboloma, cioè del profilo metabolico di un organismo o di un campione biologico.
  • 12 cfu a scelta nel gruppo Attività consigliate per la libera scelta

    • Lo studente è libero di scegliere le attività connesse a questi crediti tra tutti gli insegnamenti attivati nell'Ateneo. Il Consiglio di CdS verificherà la coerenza delle attività scelte con il progetto formativo. Per le attività indicate nel gruppo la coerenza è automaticamente verificata. Il CdS valuterà annualmente l'attivazione delle attività del gruppo previa verifica della numerosità delle richieste.
    • Artificial cultivation of food and medicinal plants (6 cfu)

      • Il corso fornisce le conoscenze fondamentali sulle tecnologie usate per la coltivazione idroponica in serra e per la coltura in vitro – su scala commerciale o sperimentale - di specie vegetali di interesse alimentare (in particolare, ortaggi) e industriale (es. piante destinate all’estrazione di metaboliti secondari usati nell’industria alimentare, cosmetica e farmaceutica). Alcune lezioni saranno dedicate ad illustrare le basi fisiologiche dell’adattamento delle piante alle condizioni di crescita realizzate nelle serre idroponiche e in vitro. Le esercitazioni prevedono: esercizi di calcolo in aula (stechiometria applicata alla preparazione di substrati e soluzioni nutritive; applicazione di modelli semplificati per la stima di fabbisogni idrici e minerali della colture); determinazione in laboratorio di caratteristiche qualitative della produzione (es. contenuto di pigmenti, azoto organico e nitrico, zuccheri e acidi solubili, sostanze antiossidanti); visite tecniche ad impianti idroponici e/o laboratori di colture in vitro, commerciali o sperimentali.
    • Agricultural ecotoxicology and environmental protection (6 cfu)

      • Il corso oltre a fornire le conoscenze di base sulla chimica dei principali inquinanti, mira allo studio sia delle modalità con cui gli ecosistemi agrari e forestali sono esposti alle perturbazioni indotte dalle attività antropogeniche sia delle risposte che gli ecosistemi manifestano nei confronti delle suddette perturbazioni. Obiettivo del corso sarà anche lo studio delle modalità di inquinamento dei vari comparti ambientali e di alcuni modelli previsionali di perturbazione ambientale da contaminanti, capaci di fornire strumenti atti ad indagare la distribuzione degli inquinanti nei suddetti comparti.
    • Biopesticides (6 cfu)

      • L’impiego di microrganismi nella difesa delle colture comporta l’immissione sul mercato di fitofarmaci i cui principi attivi sono organismi viventi. Il Corso consentirà l’acquisizione delle competenze necessarie per la ricerca, lo sviluppo e l’impiego nella pratica agricola di questa particolare categoria di fitofarmaci.
  • 3 cfu a scelta nel gruppo Gruppo dei lavori guidati

    • Lo studente deve scegliere 1 attività tra i lavori guidati all'interno di questo gruppo
    • Social media (lavoro guidato) (3 cfu)

      • L’attività guidata è finalizzata ad informare gli studenti dei diversi tipi di social media e social network esistenti ed alle possibilità che questi offrono per acquisire e divulgare informazioni di tipo scientifico (ad es. Research gate o Academia.edu), relative a possibili campi di impiego (ad es. Linkedin), per mantenersi aggiornati in tempo reale sugli sviluppi di particolari settori di interesse, (ad es. Twitter o Facebook) o per condividere, e trovare, immagini utilizzabili (ad es. Pinterest o Instagram). Verranno anche messi in evidenza i limiti (fake news e falsi profili) e i rischi che si possono correre divulgando informazioni personali.
    • Statistica (lavoro guidato) (3 cfu)

      • Si intende fornire le conoscenze sui metodi matematici sui cui si basa l'analisi statistica dei dati. In particolare: come effettuare un test statistico, come interpretare i dati ottenuti. Verranno date le basi del calcolo della probabilità, nozioni sulle variabili aleatorie, estrazione di dati sintetici, significatocato dei test di ipotesi con esempi dei test Z, T di Student, F (ANOVA) e x2.
    • Bioetica (lavoro guidato) (3 cfu)

      • Si intendono fornire elementi che consentano agli studenti una riflessione ed una valutazione critica sui risvolti morali ed etici connessi con la pratica delle biotecnologie. Verranno trasferiti concetti utili all’analisi del “principio di precauzione”, mediante l’esame del principio di responsabilità, rischio e decisione in condizione di rischio.
  • 9 cfu a scelta nel gruppo Gruppo delle discipline BIOTECNOLOGICHE AGRARIE

    • Lo studente deve scegliere 1 disciplina all'interno di questo gruppo
    • Biofabbriche vegetali (9 cfu)

      • Fornire le conoscenze fondamentali sui sistemi colturali alternativi e innovativi per la produzione di metaboliti di vario interesse (alimentare, cosmetico, farmaceutico) e bonifica ambientale (metalli pesanti e inquinanti organici). La prima parte del corso riguarda le principali tecniche di propagazione in vitro (micropropagazione, uso di colture solide e in sospensione, produzione di hairy roots), compreso lo scale-up con bioreattori. Successivamente sarà affrontata la tematica della biofortification e la produzione di vaccini in sistemi vegetali. Una parte del corso sarà dedicata all’uso di organismi autotrofi (piante e alghe) per il risanamento e riqualificazione ambientale (phyto e phycoremediation). Alcune lezioni saranno dedicate alle metodologie per la trasformazione genica e la generazione di metaboliti di specifici interessi industriali. La parte pratica prevede la realizzazione di protocolli colturali in vitro per la produzione di biomasse e di metaboliti specifici. Ulteriori colture di piante o alghe sono previste per l’impiego nella phyto e phycoremediation e biofortification. Uso di tecnologie informatiche per approfondire lo studio sugli argomenti trattati.
    • Produzioni vegetali e biotecnologie (9 cfu)

      • Fornire agli studenti le principali conoscenze relative ai sistemi colturali erbacei, orticoli, floricoli e arborei da frutto, con particolare riferimento ai fattori della produzione, al fine di fornire indicazioni sulle tecniche colturali ed evidenziare i principali aspetti a forte implicazione agronomica ed alimentare e oggetto del miglioramento genetico. Istruire gli studenti sulle principali tecniche di propagazione delle piante di interesse agrario, incluso la propagazione in vitro, l’identificazione varietale e fornire le conoscenze su alcuni aspetti biotecnologici per lo studio dei processi genetico-molecolari che regolano la produzione e la composizione organolettica.
  • 6 cfu a scelta nel gruppo Gruppo delle discipline BIOTECNOLOGICHE GENOMICHE

    • Lo studente deve scegliere 1 disciplina all'interno di questo gruppo
    • New breeding technologies (6 cfu)

      • Il corso è mirato all’apprendimento delle biotecnologie applicate al miglioramento genetico delle piante, con l’uso complementare di metodologie genomiche e di trasformazione genica. Prima parte: genomica vegetale. Caratteristiche dei genomi vegetali. Il sequenziamento del genoma delle piante. Selezione assistita da marcatori molecolari. Seconda parte: tecniche di trasformazione delle piante. Tecnologia del DNA ricombinante e l'ingegneria genetica classica. Principi e applicazioni del genome editing nelle piante coltivate.
    • Genomica, trascrittomica e fondamenti di nutrigenomica (6 cfu)

      • Il corso è finalizzato all'apprendimento di concetti di genomica strutturale e funzionale, in relazione alla struttura, contenuto, funzione ed evoluzione del genoma e all’analisi del trascrittoma mediante tecnologie di sequenziamento high throughput. Nell'ultima parte del corso, lo studente affronterà, anche attraverso l’analisi di casi studio, i principi della nutrigenomica in riferimento a come differenti alimenti possono alterare l'espressione genica globale nell’uomo.
  • Secondo anno

  • Biotecnologie fitopatologiche (6 cfu)

    • Il programma si prefigge di fornire agli studenti le indispensabili conoscenze fitopatologiche necessarie per affrontare applicazioni biotecnologiche quali la resistenza genetica, la diagnostica fitopatologica e la lotta biologica. Il corso consentirà agli studenti, principalmente nei momenti esercitativi, di acquisire dimestichezza con tecnologie utili ad un loro impiego biotecnologico in Patologia vegetale.
  • Abilità informatiche 2 (2 cfu)

    • Acquisizione di abilità informatiche certificate mediante il superamento di uno dei moduli da 2 CFU offerti dall'Università di Pisa nell'ambito del progetto SAI@UNIPI. Viene riconosciuta in alternativa la certificazione ECDL FULL.
  • Lingua straniera dell'UE (livello B2 o B1 di altra lingua diversa dal primo livello) (3 cfu)

    • Fornire la capacità di comunicazione scritta ed orale a livello tecnico-specialistico in una lingua dell’Unione Europea.
  • Biotecnologie per la difesa dai parassiti animali (6 cfu)

    • Il corso di Biotecnologie applicate alla difesa da parassiti animali si pone l’obiettivo di fornire un quadro aggiornato dei principali mezzi biotecnologici di controllo di insetti dannosi e altri parassiti animali.
  • Tirocinio (9 cfu)


  • Micologia e biotecnologie micologiche (6 cfu)

    • Lo studente che completerà con successo il corso avrà una solida conoscenza dei microrganismi usualmente chiamati funghi e una conoscenza di base circa le applicazioni biotecnologiche di questi organismi. Sarà in grado di definire le procedure per lo studio dei funghi e per sfruttare il loro vasto repertorio di metaboliti e di funzioni fisiologiche in agricoltura e in altri campi. Lo studente acquisirà la manualità per utilizzare i funghi in un laboratorio di ricerca.
  • Prova finale (16 cfu)

    • Consiste nell’acquisizione di specifiche competenze in linea con gli obiettivi formativi del Corso dl Laurea, nonché nella redazione e discussione di un elaborato.
  • Fisiologia vegetale e proteomica (9 cfu)

    • La prima parte del corso sarà inerente a richiami di fisiologia vegetale. Successivamente sarà approfondito lo studio dei processi fisiologici nei vegetali attraverso un approccio biologico-molecolare comprendente strategie di sovra e sotto-espressione genica, analisi dei promotori genici e loro coinvolgimento in tali processi. Sarà inoltre affrontata la caratterizzazione fisiologica delle piante transgeniche. Infine sarà affrontata la proteomica sia a livello teorico che pratico.
  • 6 cfu a scelta nel gruppo Gruppo delle discipline BIOTECNOLOGICHE MICROBICHE

    • Lo studente deve scegliere 1 disciplina all'interno di questo gruppo
    • Microbiota della pianta e del suolo e approcci metagenomici (6 cfu)

      • Il corso illustra la biodiversità dei microrganismi associati alle piante e presenti nel suolo e nella rizosfera. Saranno trattati i principali gruppi microbici coinvolti nella nutrizione e nella modulazione dei processi fisiologici delle piante, nonché i metodi di analisi delle comunità microbiche con particolare riguardo agli approcci metagenomici.
    • Biotecnologie microbiche (6 cfu)

      • Il corso illustra la vasta gamma di applicazioni biotecnologiche in microbiologia. Saranno trattati i principali gruppi microbici di interesse biotecnologico e ambientale, in relazione alle loro proprietà funzionali relative alle capacità di biodegradazione e biotrasformazione, incluse le attività legate ai processi microbici fermentativi. Saranno inoltre prese in considerazione le interazioni tra e piante in relazione alle applicazioni nelle produzioni primarie.

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