DNA, dogma centrale, esperimenti di Mendel, associazione genica
IL DNA come molecola ereditaria, struttura DNA, organizzazione del DNA negli eucarioti e nei procarioti, la replicazione del DNA. Dal DNA alle proteine: trascrizione e traduzione.
Gli esperimenti di Mendel: le tre leggi di Mendel ed estensioni delle ipotesi Mendel.
Meiosi: le basi cellulari della riproduzione sessuata, i meccanismi della meiosi che producono variabilità genetica, confronto tra meiosi e mitosi.
Geni e cromosomi: associazione genetica (linkage) e ricombinazione, distanze di mappa.
Meccanismi dei cambiamenti evolutivi
- Cosa è una popolazione?
- Descrivere una popolazione: frequenze genotipiche e alleliche.
- Legge di Hardy-Weinberg (HW), diversità genetica (HE), stima della divergenza genetica tra popolazioni (FST). Applicazioni della Legge HW. Ruolo delle forze evoluzionistiche sulla variabilità e la struttura delle popolazioni forestali: mutazione, deriva genetica, migrazione, effetto fondatore, collo di bottiglia, dimensione effettiva delle popolazioni (Ne), selezione, ricombinazione. Interazione tra forze evolutive. Inbreeding: depressione da inbreeding ed eterosi.
Caratteri quantitativi
- Basi genetiche dei caratteri quantitativi.
- Media, varianza, deviazione standard, covarianza e correlazione.
- Valore fenotipico, valore genotipico e deviazione ambientale. Modello di Mather. Media della popolazione, effetto medio degli alleli, effetto medio di sostituzione allelica, valore riproduttivo. Deviazione di dominanza. Scomposizione della varianza fenotipica: varianza genetica (additiva e di dominanza) e varianza ambientale. Interazione genotipo x ambiente. Ereditabilità (in senso largo ed in senso stretto). Rassomiglianza tra parenti. Selezione per i caratteri quantitativi: differenziale di selezione, intensità di selezione, risposta alla selezione.
Fattori che condizionano la variabilità entro popolazione
Sistemi di unione (struttura delle popolazioni di piante prevalentemente autogame, allogame); effetto della dimensione delle popolazioni e della longevità, della densità di piante. Flusso genico tra popolazioni (via seme e via polline). Selezione bilanciante (nello spazio e nel tempo). Strutture genetiche entro popolazione. Implicazioni pratiche dell’esistenza di variabilità genetica entro popolazione: miglioramento dei popolamenti rigenerati naturalmente e collezionamento delle risorse genetiche.
Variabilità genetica e distribuzione geografica.
Variazione clinale ed ecotipica, tests di breve periodo condotti con giovani piante. Tests di lungo periodo; interazione provenienza x ambiente. Come giudicare la provenienza più adatta per una riforestazione. Fitness “domestica” e “Darwiniana”. Concetto di seed-zones.
Risorse genetiche
Rilevanza delle risorse genetiche delle piante forestali. La domesticazione delle piante forestali. Strategie di campionamento per la realizzazione di collezioni. Concetto di core collections. Metodi di conservazione (in situ, ex situ).
Miglioramento genetico delle specie forestali.
Selezione fenotipica massale (per via materna, per via materna e paterna). Confronto tra seedling forestry e clonal forestry. Schema operativo di selezione in una specie a propagazione vegetativa. Selezione ricorrente semplice. Selezione genotipica: attitudine alla combinazione generale (ACG) e specifica (ACS). Test di progenie. Selezione ricorrente per l’ACG.
Biotecnologie applicate al miglioramento genetico delle piante forestali
Genomica forestale: risorse e applicazioni (genomica, strutturale, funzionale e comparata). Genomica delle popolazioni. Mappatura per associazione. Selezione assistita dai marcatori (MAS). Selezione genomica. Transgenesi. Genome editing.
