Miglioramento genetico vegetale in vitro

Impiego della coltura in vitro nel miglioramento genetico e nella propagazione delle piante. Cenni su Differenziamento e morfogenesi. Espressione della totipotenza in vitro, organogenesi ed embriogenesi somatica (ES). Fattori che influiscono sul processo morfogenico. Impiego dei regolatori di crescita nelle colture in vitro. Isolamento e coltura di cellule, tessuti e organi vegetali. Iniziazione della coltura asettica. Isolamento, sterilizzazione ed inoculo di espianti. Principali inquinanti. Terreni di crescita, propagazione clonale in vitro. Concetto di clone cellulare e ottenimento di piante clonate. Descrizione delle fasi dell'ES in specie modello. Embrioni ortodossi e recalcitranti. Marcatori molecolari della morfogenesi. Le colture cellulari. Il callo. Caratteristiche e fattori che concorrono alla riuscita della coltura. Colture continue e colture discontinue. Sincronizzazione e curve di crescita. Metodi di determinazione della crescita. Variazione somaclonale. Variazioni genetiche ed epigenetiche. Analisi dei fattori che influiscono sulla variazione somaclonale. Principali tipi di variazione. Applicazioni nel miglioramento genetico. Selezione in vitro: presupposti e vantaggi. La selezione di mutanti resistenti agli antibiotici ed erbicidi. Protoplasti. Tecniche di isolamento. Tecnica colturale. Ibridazione somatica, metodi di selezione dei prodotti di fusione e rigenerazione. Ottenimento di piante da protoplasti. Colture aploidi. Importanza dell'aploidia nelle piante superiori. Coltura di antere (androgenesi). Coltura di ovari (ginogenesi). Diploidizzazione. Impiego delle colture aploidi nel miglioramento genetico. La cellula vegetale come biofabbrica di composti bioattivi di interesse farmacologico, agroalimentare e cosmetico. Tecniche per aumentare la produttività. Rigenerazione di organi sia per la produzione di composti bioattivi sia per la propagazione di piante di interesse economico. Tecniche di conservazione del germoplasma vegetale per la salvaguardia delle piante a rischio di estinzione. Crioconservazione. Produzione di semi sintetici. La trasformazione genetica. Trasformazione diretta e mediata da virus e Agrobacterium. Il metodo biolistico. La trasformazione dei plastidi. Strategie per la modificazione dell'espressione genetica. Piante cis-geniche e cenni di genome editing.