Introduzione. Definizioni di Miglioramento genetico (MG).
Sistemi, barriere e controllo della riproduzione e relazioni tra sistemi riproduttivi e MG. Sporogenesi, gametogenesi e fecondazione. Classificazione dei sistemi riproduttivi. Morfologie fiorali e meccanismi fisiologici condizionanti il sistema riproduttivo. Apomissia, incompatibilità, maschiosterilità.
Genetica delle popolazioni. Cosa è una popolazione? Descrivere una popolazione: frequenze genotipiche e alleliche. Equilibrio di Hardy-Weinberg. Effetto della mutazione, migrazione, deriva genetica, selezione, inbreeding e ricombinazione. Struttura genetica delle popolazioni di piante prevalentemente allogame, autogame e a riproduzione clonale.
Risorse genetiche. Rilevanza per il MG: selezione ed erosione genetica. Centri di diversificazione e cenni sull’evoluzione delle piante coltivate: la domesticazione. Strategie di campionamento della diversità genetica (collezioni di base e collezioni ‘core’). Tecniche di conservazione (in situ, ex situ).
Genetica dei caratteri quantitativi. Basi genetiche dei caratteri quantitativi. 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, di dominanza, epistatica) e varianza ambientale. Interazione genotipo x ambiente. Ereditabilità (in senso largo e stretto). Rassomiglianza tra parenti. Selezione per caratteri quantitativi: differenziale di selezione, intensità di selezione, risposta alla selezione (breve e lungo periodo).
Costituzione di varietà migliorate. Induzione di variabilità genetica (incrocio, mutagenesi, poliploidia)
Metodi per piante prevalentemente autogame (metodo della linea pura e selezione massale; metodo della popolazione riunita, pedegree, per discendenza da singolo seme (SSD) e reincrocio). Metodi per piante prevalentemente allogame: Attitudine alla Combinazione Generale (ACG) e Attitudine alla Combinazione Specifica (ACS). Test di progenie. Varietà sintetiche. Varietà ibride, inbreeding ed eterosi. Selezione di linee inbred superiori. Selezione ricorrente. Varietà clonali. Prove multi-ambientali ed interazione Genotipo x Ambiente. Mantenimento e moltiplicazione delle varietà.
Biotecnologie applicate al MG delle piante coltivate. Marcatori molecolari (microsatelliti, SNP, analisi di sequenza). Genomica vegetale: metodi, risorse e applicazioni. Studio dell’espressione genica (microarray e RNAseq). Mappe genetiche e analisi QTLs. Mappatura per associazione. Selezione assistita dai marcatori (MAS) e “breeding by design”. Tecniche di coltura in vitro. Tecniche di transgenesi e OGM.
