Biotecnologie microbiche in enologia (Anno Accademico 2013/2014)

Oggetto:

Biotecnologie microbiche in enologia (Anno Accademico 2013/2014)

Oggetto:

MICROBIAL BIOTECHNOLOGY IN OENOLOGY

Oggetto:

Anno accademico 2013/2014

Codice dell'attività didattica

INT0616

Docente

Dott. Ileana Vigentini (Contratto)

Corso di studi

[f290-c511] LM - Scienze viticole ed enologiche

Anno

2° anno

Tipologia

B - Caratterizzante

Crediti/Valenza

SSD dell'attività didattica

AGR/16 - microbiologia agraria

Modalità di erogazione

Tradizionale

Lingua di insegnamento

Italiano

Modalità di frequenza

Obbligatoria

Tipologia d'esame

Scritto ed orale

Modalità d'esame

Esame scritto e orale

Prerequisiti

Nessuno / None

Oggetto:

Acquisizione delle tecniche avanzate di biologia molecolare in enologia

Strategie per la creazione di microrganismi geneticamente modificati

Applicazioni biotecnologiche in enologia

Acquisition of advanced techniques of molecular biology in oenology
Strategies for the production of genetically modified organisms
Biotechnological applications in oenology

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

italiano
inglese

Conoscenza e comprensione:

Lo studente, alla fine del corso, acquisirà delle conoscenze di base e avanzate nell'ambito della genetica dei microrganismi enologici e della biologia molecolare. In generale, i risultati dell'apprendimento attesi riguarderanno: i) identificazione e tipizzazione delle specie microbiche associate all’ambiente enologico; ii) tecnologia del DNA ricombinante.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione:

Lo studente sarà in grado di fornire alla aziende ed ai laboratori di analisi delle consulenze/soluzioni relativamente all’applicazione di tecniche di identificazione e caratterizzazione molecolare dei microrganismi.

Autonomia di giudizio

Acquisirà autonomia di giudizio partecipando personalmente ad esercitazioni pratiche incentrate su punti chiave della trasformazione enologica (inoculo/ceppi starters, monitoraggio della fermentazione/identificazione e caratterizzazione dei ceppi dominanti, deterioramento del prodotto/identificazione di microrganismi contaminanti).

Abilità comunicative

Grazie alla partecipazione personale in aula ed in laboratorio in discussioni riguardanti le possibili necessità/problematiche incontrate dalle aziende durante la trasformazione e la conservazione del prodotto, lo studente affinerà la propria abilità di comunicazione. Inoltre, la stessa modalità d’esame (Journal Club) contribuirà a far divenire lo studente più familiare con la letteratura scientifica avanzata e internazionale disponibile e a migliorare sia la comprensione che la discussione dei temi di attualità di interesse attivo in campo enologico.

Capacità di apprendimento

Lo studente, alla fine del corso, avrà acquisito piena autonomia nell’apprendimento della materia oggetto di studio.

Knowledge and understanding:
The student at the end of the course, will acquire basic and advanced knowledge with regard the role of wine microbial genetics and molecular biology. In general, the expected learning outcomes will include: i) identification and typing of microbial species associated with wine environment; ii) recombinant DNA technology.

Applying knowledge and understanding:
The student will be able to provide advice/solutions for the implementation of molecular techniques useful for the identification and typing of microorganisms.

Making judgments:
The student will improve her/his judgment thanks to the participation to practical lessons focusing on key points in wine transformation (inoculum/starter strains, monitoring of fermentation/identification and characterization of the dominant strains, wine spoilage/identification of spoilage microorganisms).

Communication skills:
Due to personal participation, in the classroom and in the laboratory, in discussions regarding the possible needs/problems encountered by companies during processing and storage of the product, the student will refine her/his communication skills. In addition, the examination procedure (Journal Club) will help the student to become more familiar with the available international scientific literature and to improve both understanding and discussion of current topics in the wine industry.

Learning skills
The student at the end of the course, will have gained full autonomy in the matter of study.

Oggetto:

Modalità di verifica dell'apprendimento

Italiano
English

Discussione scritta (presentazione power point) e orale di un articolo di letteratura scientifica internazionale riguardante gli argomenti trattati durante il corso (Journal club).

Journal club using international literature on the class topics.

Oggetto:

Programma

Italiano
English

Sulla base di quanto previsto nella scheda SUA (Quadro A4.b) il programma del corso si sviluppa nell'ambito Tecnologie della trasformazione enologica.

Lezioni teoriche (3,5 CFU)

Sistematica di lieviti e batteri lattici basata su criteri molecolari

Filogenesi dei microrganismi di interesse enologico

Genomica di S. cerevisiae

Genomica di O. oeni

Dinamica dei genomi di lieviti e batteri

Analisi genetica di microrganismi di interesse enologico

Tecniche di estrazione di acidi nucleici da matrici enologiche

Sequenziamento del DNA

Strumenti molecolari d’identificazione della specie

Strumenti molecolari di tipizzazione

Le biotecnologie microbiche

La tecnologia del DNA ricombinante

Applicazioni biotecnologiche in enologia

Esercitazioni (1,5 CFU)

Isolamento di lieviti da mosto

Estrazione e purificazione del DNA degli isolati

Amplificazione PCR delle regioni ITS e separazione elettroforetica dei prodotti di PCR

Tipizzazione attraverso amplificazione PCR delle regioni Interdelta di S. cerevisiae e digestione enzimatica del DNA mitocondriale di lievito

Separazione su gel di agarosio dei prodotti di amplificazione e digestione

Clonaggio del gene mle (Malato deidrogenasi) di O. oeni in S. cerevisiae: disegno di primers con adeguati siti di restrizione, ligazione di mle in un vettore shuttle E. coli/S. cerevisiae, trasformazione di E. coli, Miniprep da E. coli trasformati, trasformazione di lievito, dosaggio dell’attività di mle attraverso saggi enzimatici

The class focuses on subject that are configured in the learning context of Processing technologies wine.

Lessons (3,5 CFU)

Yeast and Lactic Acid Bacteria (LABs) Systematics

Phylogenesis of the microorganisms with oenological interest

Genetics of S. cerevisiae

Genetics of O. oeni

Dynamic of Yeast and LABs Populations during must/wine fermentation

Bimolecular Analysis of the microorganisms with oenological interest:

Nucleic acids extraction from oenological substrates
DNA sequencing: Sanger and Pyrosequencing approaches
Molecular tools for the yeasts and LABs identification
Molecular tools for the typing of yeasts and LABs

Microbial Biotechnology

Recombinant DNA technology

Wine Biotechnology

Laboratory classes (1,5 CFU)

Yeast isolation from musts
Extraction and purification of DNA
PCR of the ribosomal regions ITS and electrophoretic separation of the PCR products on agarose gel
Typing of the S. cerevisiae species by mitochondrial DNA digestion and PCR amplification of the interdelta sequences (δ-PCR)
Cloning of the malate dehydrogenase (mle) gene of O. oeni in S. cerevisiae: design of the primers, mle ligation in a shuttle vector E. coli/S. cerevisiae, E. coli transformation, Mini-preps from recombinant colonies of E. coli, S. cerevisiae transformation, Preparation of cell extracts and mle enzyme assays.

Descrizione