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Facoltà di Scienze Agrarie e Alimentari Università degli Studi di Milano
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Microbiologia agraria
Codice: G271K-
Docente:  Federica Villa
Anno di corso: 
Quadrimestre/semestre: 
CFU: 
Articolazione dei CFU: Lezioni frontali: 5
Esercitazioni in laboratorio: 1
Obiettivi formativi:  Il corso si propone di fornire le conoscenze fondamentali riguardanti la citologia e la fisiologia dei microrganismi, con particolare riferimento alla loro funzione in natura e alla loro utilizzazione nelle biotecnologie agrarie, in relazione alla fertilità del suolo, ai processi di decomposizione della sostanza organica, all'interazione dei microrganismi con le piante e con gli altri componenti dell’ecosistema agrario. Un ciclo di esercitazioni pratiche in laboratorio consentirà allo studente l’acquisizione delle tecniche microbiologiche di base, utili alla coltivazione e alla caratterizzazione dei microrganismi del suolo e della rizosfera.
Competenze acquisite:  Nozioni fondamentali riguardanti la microbiologia generale ed ecologica, con studio del ruolo dei diversi gruppi fisiologici di microrganismi associati ai sistemi agrari. Conoscenza delle tecniche microbiologiche di base.
Sintesi del programma:  Morfologia e citologia dei procarioti. Crescita e esigenze nutrizionali dei microrganismi. Metabolismo microbico e gruppi fisiologici. Elementi di genetica dei procarioti. Tassonomia batterica.
Principi di ecologia microbica. Interazioni tra microrganismi e tra microrganismi e piante. Ruolo dei microrganismi nei cicli biogeochimici degli elementi. Compostaggio, depurazione delle acque, decontaminazione dei suoli.
Programma:  - Microbiologia generale -
Oggetto della microbiologia e suoi settori di applicazione. Posizione dei microrganismi nel mondo vivente. Microrganismi procarioti e eucarioti: generalità e comparazione.
Morfologia dei microrganismi: dimensioni, forma e tipi di aggregazione.
Citologia dei procarioti. Definizione, funzione e composizione chimica di: capsula, parete cellulare, membrana citoplasmatica (trasporto attraverso la membrana), flagelli, pili, ribosomi, inclusi citoplasmatici. Endospora batterica. Sporulazione e germinazione. Batteri sporigeni di interesse agrario.
Genoma batterico: cromosoma ed elementi genici extracromosomiali.
Crescita microbica, sua valutazione e espressione. Influenza dei fattori ambientali sulla crescita (ossigeno, temperatura, pH, pressione osmotica, aw, radiazioni). Il controllo della crescita batterica: trattamenti antimicrobici (fisici e chimici) e fattori che ne influenzano l’efficacia. Antibiotico resistenza.
Esigenze nutrizionali dei microrganismi.
Metabolismo microbico e gruppi fisiologici. Metabolismo energetico: fotosintesi, respirazioni, fermentazioni (in particolare fermentazione di enterobatteri, batteri lattici, batteri sporigeni). Peculiarità del metabolismo biosintetico nei procarioti: assimilazione di C e N. Regolazione del metabolismo: regolazione dell’attività enzimatica e dell’espressione genica.
Virus. Caratteristiche generali, morfologia e composizione chimica. La moltiplicazione dei virus, fasi del ciclo replicativo. Virus batterici: fagi litici e fagi temperati.
Elementi di genetica dei procarioti. Mutazioni e ricombinazione genica. Coniugazione, trasduzione, trasformazione.
Cenni di tassonomia batterica: principi e metodi. Concetto di specie, ceppo, clone nei procarioti. Identificazione dei microrganismi: metodi colturali e molecolari. Cenni riguardanti i principali metodi della biologia molecolare applicati alla microbiologia.
- Microbiologia agraria -
Principi di ecologia microbica. Interazioni tra microrganismi in ecosistemi microbici: neutralismo, competizione, amensalismo, predazione, commensalismo, simbiosi (parassitismo, mutualismo). Principi di lotta biologica tramite microrganismi. Interazione tra microrganismi e piante. Micorrize, attinorrize, gli azotofissatori.
Ruolo dei microrganismi nei cicli biogeochimici degli elementi (C, N, S) e i gruppi microbici coinvolti. Biodegradazione della sostanza organica naturale e di xenobiotici.
Cenni sull’utilizzazione dei microrganismi nelle biotecnologie per l’ambiente: compostaggio (problematiche legate alla reintegrazione della sostanza organica nel suolo agrario), depurazione delle acque, decontaminazione dei suoli.
Ruolo dei microrganismi nella conservazione di alimenti di origine vegetale. Gli insilati.
- Esercitazioni in laboratorio -
Microscopia in campo chiaro (colorazioni) e a contrasto di fase.
La sterilizzazione, il lavoro in sterilità, colture batteriche e terreni colturali, piastramento, trapianti, isolamenti in coltura pura.
Analisi microbiologica di campioni di suolo. Ricerca di gruppi microbici specifici.
Prerequisiti:  Conoscenze di base di chimica organica e biochimica
Propedeuticità:  Chimica organica e biochimica
Materiale didattico:  - Testo adottato: B. Biavati e C. Sorlini, 2012: Microbiologia generale e Agraria. Vol. 1 e 2, Casa Editrice Ambrosiana, Milano
- Testo per approfondimenti: Biologia dei Microrganismi (vol. 1 e 2). Madigan M.T. - Martinko J.M. - Stahl D.A. - Clark D.P. 2012. Casa Editrice Pearson"
- E’ disponibile sul sito http://ariel.unimi.it/User/Default.aspx materiale di Microbiologia Generale con photogallery, oltre a materiale per le esercitazioni, completato da video. Sono inoltre disponibili le slide proiettate durante le lezioni.
Modalità d'esame e altre info:  L'esame consiste in una prova scritta su tutti gli argomenti trattati nel corso, compresi quelli di carattere più applicativo affrontati in laboratorio.
DOWNLOAD
Programma di Microbiologia agraria (versione in pdf)
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