Sistemi di analisi della variabilità a livello di DNA
Reazione PCR, concetto di marcatore molecolare ed esemplificazione di alcuni metodi di analisi (AFLP, microsatelliti, SNP, cenni sull’analisi di sequenza. Questa parte sarà affrontata, oltre che con lezioni teoriche, anche mediante esercitazioni pratiche di laboratorio.
Meccanismi dei cambiamenti evolutivi
- Cosa è una popolazione?
- Descrivere lo stato di una popolazione: frequenze genotipiche e alleliche.
- Legge di Hardy-Weinberg (HW), test del chi-quadrato, definizione di diversità genetica (HE), effetto Wahlund e 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, effetto collo di bottiglia, dimensione effettiva delle popolazioni (Ne), selezione (teorema fondamentale della selezione, selezione contro il fenotipo dominante, selezione contro il fenotipo recessivo, selezione a favore dell’eterozigote), ricombinazione. Interazione tra forze evolutive: equilibrio tra migrazione e deriva, tra migrazione e selezione, tra migrazione, deriva e selezione. Inbreeding: definizione, determinazione del coefficiente di inbreeding. Depressione da inbreeding ed eterosi.
Genetica dei caratteri quantitativi
- Richiami sulle basi genetiche dei caratteri quantitativi.
- Richiami di statistica: 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 di un individuo. Deviazione di dominanza. Scomposizione della varianza fenotipica: varianza genetica (additiva e di dominanza) e varianza ambientale. Concetto di interazione genotipo x ambiente. Stima dell’ereditabilità (in senso largo ed in senso stretto). Rassomiglianze tra parenti: covarianza tra individui imparentati. Selezione per i caratteri quantitativi: differenziale di selezione, intensità di selezione, risposta alla selezione (breve e lungo periodo).
Fattori che condizionano la variabilità entro popolazione
Effetto di dimensione delle popolazioni e longevità. Sistemi di unione: riproduzione sessuale (autogamia e allogamia) e vegetativa. Struttura delle popolazioni di piante prevalentemente autogame, allogame e concetto di clone. Meccanismi fiorali che determinano l’auto- e l’allofecondazione (ermafroditismo, monoicismo, dioicismo). Meccanismi fisiologici condizionanti il sistema di accoppiamento (proteroginia, proterandria, poliembrionia, autoincompatibilità gametofitica e sporofitica). Effetto 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 delle specie.
Variazione clinale ed ecotipica, marcatori molecolari, tests di breve periodo condotti con giovani piante. Tests di lungo periodo e concetto di interazione Provenienza x Ambiente. Come giudicare in modo appropriato la provenienza più adatta per un progetto di riforestazione. Fitness “domestica” e “Darwiniana”. Concetto di seed-zones.
Risorse genetiche
Rilevanza delle risorse genetiche per il miglioramento genetico delle piante forestali. Confronto tra specie forestali e altre piante arboree ed erbacee di interesse agrario riguardo al processo di domesticazione. Strategie di campionamento per la realizzazione di collezioni. Concetto di core collections
