Genetica vegetale Flashcards
Maschiosterilià
La pianta non è in grado di produrre gameti maschili oppure li produce non vitali. è un tipo di incompatibilità e può essere genetica, citoplasmatica o genetico-citoplasmatica
Maschiosterilità genetica e/o citoplasmatica
La maschiosterilità genetica è controllata da un gene nucleare recessivo, quella pianta può essere usata solo come parentale femminile.
La maschiosterilità citoplasmatica è dovuta a diverse mutazioni nel genoma mitocondriale.
La maschiosterilità genetico-citoplasmatica è una forma di maschiosterilità citoplasmatica che può essere inibita da un gene restauratore R nel nucleo.
Cos’è una pianta GM?
Una pianta GM è una pianta in cui è stato introdotto nel suo genoma un gene o una parte di esso tratto da un altro organismo tramite ingegneria genetica.
La proteina codificata dal transgene è detta proteina ricombinante.
Dal punto di vista legislativo è una pianta creata con tecniche di ricombinazione dell’acido nucleico, tecniche che comportano l’introduzione diretta in un organismo di materiale ereditabile preparato al suo esterno tramite fusione cellulare o tecniche di ibridazione per la costruzione di cellule vive
Cos’è una pianta Cis-genica?
è una pianta in cui sono state introdotte ulteriori copie di un gene già presente in quella specie, oppure uno o più geni sono stati silenziati
Come si ottiene e inserisce il gene di interesse nella pianta (generale)?
Si usano degli enzimi di restrizione per tagliare il frammento di interesse, viene poi inserito un marker, cioè un gene con la resistenza agli antibiotici che viene usato successivamente per riconoscere le piante trasformate.
Una volta ottenuto il gene lo si può inserire tramite metodi indiretti (mediati da agrobacterium) o metodi diretti (tecnica biolistica).
Descrivere il metodo indiretto di inserimento di un gene
In Agrobacterium tumefaciens è presente il plasmide TI, esso è formato da:
- geni vir: 6 operoni per la virulenza;
- ori: sequenza di origine di replicazione
- geni per l’utilizzo di opine: derivati di amminoacidi, fonti di C e N;
- T-DNA: transfer DNA.
Il T-DNA contiene a sua volta diversi geni: il left e right border, geni per auxine e citochine (ormoni per la crescita incontrollata) e geni per la sintesi di opine (molecole necessarie alla sopravvivenza del batterio).
Quando una pianta ha un tessuto danneggiato inizia a produrre fenoli, essi vengono riconosciuti da agrobacterium che attiva i geni vir. Vengono quindi prodotte delle endonucleasi che tagliano left e right border liberando il T-DNA, esso viene trasferito nella pianta ospite.
Si manipola il plasmide rimuovendo i geni per la produzione di auxina e citochina e quelli per le opine, si aggiunge un marker e delle regioni polilinker. Si ottiene quindi un plasmide disarmato nel cui T-DNA si inserisce il gene di interesse.
Che cos’è la micropropagazione?
La micropropagazione è un metodo per riottenere una pianta completa a partire dalle cellule trasformate. Questo metodo si basa sulla morfogenesi, una cellula è competente alla morfogenesi quando risponde in modo positivo agli stimoli e quindi si sviluppa assumendo una forma ben precisa.
La micropropagazione è influenzata dall’età della pianta, dalle sue condizioni fisiologiche, il suo stato vegetativo e la composizione chimica e ormonale.
Cos’è la morfogenesi?
La morfogenesi è il processo che porta un organismo in un determinato ambiente ad assumere una forma ben precisa. La morfogenesi può essere divisa in organogenesi e embrionogenesi somatica.
Nella prima le cellule somatiche producono germogli (caulogenesi) o radici (rizogenesi).
Nella seconda le cellule possono produrre strutture simili ad embrioni senza che vi sia però la fusione di gameti.
Si può anche distinguere una morfogenesi diretta (sviluppo di embrioni somatici su espianto di tessuto) e indiretta (da cellule de-differenziate di callo).
Descrivere una pianta BT
Una pianta BT è una pianta in cui è stato inserito il gene cry per la produzione della proteina BT, una tossina che viene depositata in forma cristallizzata nelle spore sul tessuto vegetale, quando un erbivoro mangia le spore esse vengono attivate da taglio proteolitico e viene distrutto l’intero tratto digerente.
è possibile lo sviluppo di meccanismi di resistenza alla proteina BT per questo di solito viene inserita in due isoforme.
Piante GM, quali possono essere le applicazioni?
Si possono creare piante tolleranti allo stress idrico (almeno parzialmente), resistenti agli erbicidi, con ritardo della maturazione dei frutti, con una maggiore qualità nutrizionale, possono anche essere usate come biofabbriche
Che cosa sono le new breeding techniques?
Sono tecnologie per l’evoluzione assistita, possono essere il breeding cisgenico o l’editing genomico. Queste tecniche hanno l’obbiettivo di facilitare i processi adattativi e hanno gli stessi risultati che si potrebbero verificare con mutazioni spontanee in seguito ad incroci.
In cosa consiste il breeding cisgenico?
Viene inserito un piccolo tratto di DNA estraneo prelevato dalla stessa specie o da specie sessualmente compatibili. Facendolo tramite ingegneria genetica (agrobacterium) impiego meno tempo ma devo sottostare ad una ferrea normativa.
In cosa consiste l’editing genomico?
è un approccio che viene usato per creare ed inserire mutazioni all’interno di un genoma. Si utilizzano delle nucleasi in grado di tagliare punti precisi di DNA e poi si sfrutta il meccanismo di non-homologous end-joining. Le nucleasi possono essere a dita di zingo, a tale o CRISPR/Cas
Come identifico una pianta OGM?
Bisogna fare rilevamento genetico tramite PCR qualitativa per vedere se ci sono promotori e terminatori di un costrutto transgenico, si quantifica poi il rapporto geni OGM/geni totali x100. Se è inferiore dello 0,9% allora non è OGM.
Quali metodi si possono usare per migliorare una specie vegetale?
Si possono usare metodi tradizionali come la selezione della variabilità in una popolazione, o metodi moderni, come MAS o ingegneria genetica
Metodi di riproduzione delle angiosperme
è possibile riproduzione asessuata, come apomissia o propagazione vegetativa, o riproduzione sessuata (anfimissia).
In cosa consiste e che vantaggi ha l’apomissia?
L’apomissia è la riproduzione asessuata tramite un seme non frutto della fecondazione. Esso può essere generato da una cellula somatica della pianta madre (embrionia avventizia) o dalle cellule del sacco embrionale non ridotte (apomissia gametofitica).
La riproduzione è sempre garantita, anche in assenza di impollinatori e la pianta non usa energia per la mitosi, non è però possibile controllare l’accumulo di mutazioni genetiche negative e non esiste possibilità di evoluzione
In cosa consiste la propagazione vegetativa?
è una riproduzione asessuata per parti vegetative, si basa sulla totipotenza delle cellule vegetali, si formano delle strutture vegetative in grado di radicare e dare origine a nuove piante geneticamente uguali alla madre, sono esempi:
- rizobi: fusti sotterranei che tendono a radicare;
-bulbi: organi con funzione di resistenza a condizioni climatiche avverse che possono anche radicare;
-tuberi: fusti modificati con funzione di riserva, possono anche radicare;
- stoloni: fusti che si originano da gemme ascellari e che radicano.
La propagazione vegetativa può essere obbligata, se la pianta non è in grado di produrre un seme, o facoltativa, se può sia produrre il seme che fare moltiplicazione vegetativa.
Descrivere la sporogenesi
La sporogenesi è la formazione di gameti femminili e maschili.
Le spore maschili si formano attraverso la microsporogenesi. Si parte dalle cellule madri delle microspore che fanno meiosi, ognuna forma 4 cellule aploidi vitali dette microspore, ogni microspora fa mitosi e mantiene entrambi i nuclei (uno generativo e uno vegetativo), poi quello generativo si duplica ancora una volta e si dorma quindi un granulo pollinico con 3 nuclei.
La sporogenesi femminile è detta megasporogenesi e parte dalle cellule madri delle macrospore. Ognuna fa meiosi ma resta vitale una sola cellula, essa fa 3 mitosi e si formano 8 nuclei (1 cellula uovo, 2 sinergidi, 2 nuclei polari e 3 cellule antipodali)
Descrivere il processo di fecondazione
Il polline raggiunge lo stigma, si forma il tubetto pollinico lungo cui scendono i nuclei generativi. Uno va a fecondare la cellula uovo dando origine allo zigote, l’altro si unisce ai nuclei polari generando l’endosperma (un tessuto di riserva)
Come può avvenire l’impollinazione?
Il polline può raggiungere lo stigma mediante autofecondazione (se proviene dalla stessa piante) o allofecondazione (se proviene da una pianta diversa).
Una pianta può essere sia autogama che allogama, la differenza sta nella variabilità genetica potenziale
Che cosa vuol dire diocismo?
La pianta presenta o solo l’apparato maschile o solo quello femminile
In cosa consiste il sub-diocismo?
Un individuo è solo maschile (sub-adronica) o solo femminile (sub-dionica) ma presenta qualche fiore ermafrodita
In cosa consiste il monoicismo?
La pianta può avere sia fiori femminili che maschili separati (pianta dicline) oppure lo stesso fiore può avere avere sia l’apparato maschile che quello femminile
Quali elementi favoriscono un tipo di fecondazione piuttosto che un altro?
La struttura fiorale, la dicogamia (maturazione sfasata degli organi sessuali), clistogamia (fecondazione a fiore chiuso) o l’incompatibilità
Che cos’è l’autoincompatibilità?
è l’incapacità di una pianta fertile ermafrodita di originare zigoti con autofecondazione
Come può essere l’incompatibilità?
L’incopatibilità può essere gametofitica o sporofitica
In cosa consiste l’incompatibilità sporofitica?
La fecondazione non avviene grazie a particolarità morfologiche che caratterizzano i diversi fenotipi S. Le uniche unioni che danno progenie sono quelle tra due genotipi diversi.
Ciò può avvenire in diversi modi: il polline potrebbe cadere sullo stigma senza riuscire a germinare, potrebbe venir inibita la formazione del tubetto pollinico oppure essere impossibilitata la fecondazione
Che cos’è la depressione da incrocio?
La depressione da incrocio, anche detta depressione da inbreeding è uno stato in cui la progenie di una pianta sta male perchè soggetta alle malattie dettate da caratteri recessivi resi omozigoti dall’autogamia
Definizione di popolazione
la popolazione è un insieme di individui all’interno della stessa specie che occupano un certo spazio e condividono uno stesso pool genetico. La loro successione nel tempo è assicurata dal susseguirsi delle generazioni