ΜΟΡΙΑΚΗ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΚΑΙ ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ

Eιδίκευσης / Kατεύθυνσης

Το μάθημα προσφέρεται και σε φοιτητές προγραμμάτων ανταλλαγής.

Μετά την ολοκλήρωση αυτού του μαθήματος οι φοιτητές θα αποκτήσουν βασικές γνώσεις για τις τελευταίες προσεγγίσεις μοριακής βελτίωσης. Θα εξοικειωθούν με τις διαθέσιμες τεχνολογίες για την παραγωγή μοριακών δεικτών και τον τρόπο με τον οποίο χρησιμοποιούνται για την κατασκευή χαρτών σύνδεσης, και τη χρήση τους για τη χαρτογράφηση QTL και την βελτίωσή των φυτών γενικά. Θα έρθουν σε μια πρώτη επαφή με τεχνολογίες αλληλούχησης νέας γενιάς (NGS) και την ενσωμάτωση τεχνολογιών ανάλυσης σε μεγάλη κλίμακα (γενομικής, μεταγραφομικής, μεταβολομικής) στη βελτίωση των φυτών. Θα κατανοούν τις διαδικασίες που εμπλέκονται στο σχεδιασμό, τη διεξαγωγή και την εκτέλεση προγραμμάτων γενετικής τροποποίησης στα φυτά, θα εξηγούν πώς χρησιμοποιείται η βιοτεχνολογία για τη βελτίωση των φυτών και θα μπορούν να συζητούν τις ηθικές συνέπειες αυτής της χρήσης. Θα εξοικειωθούν με τις νέες τεχνολογίες βελτίωσης, συμπεριλαμβανομένης της επεξεργασίας του γονιδιώματος και της χρήσης τεχνολογίας CRISPR/Cas για τροποποίηση αγροκομικών χαρακτηριστικών. Θα αναγνωρίζουν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των εναλλακτικών στρατηγικών που είναι διαθέσιμες για τον εντοπισμό καθοριστικών γενετικών παραγόντων που ελέγχουν τα αγρονομικά χαρακτηριστικά. Οι φοιτητές θα είναι σε θέση να αξιολογήσουν τα πλεονεκτήματα και τους περιορισμούς των διαφορετικών στρατηγικών βελτίωσης και να επιλέξουν την καταλληλότερη για συγκεκριμένους στόχους.

1. Εισαγωγή. - Περιγραφή της ύλης και στόχοι του μαθήματος. - Οριοθέτηση του επιστημονικού πεδίου της μοριακής βελτίωσης. 2. Μοριακοί δείκτες. - Τι είναι οι γενετικοί δείκτες. - Εξέλιξη τεχνολογιών ανίχνευσης των δεικτών. - Κατηγορίες δεικτών. - Μοριακοί δείκτες: τα γενετικά τους χαρακτηριστικά και οι τεχνικές ανίχνευσης τους. - PCR και μοριακοί δείκτες. Η εφαρμογή της PCR στην ανάπτυξη δεικτών: RAPDs, AFLPs, SSRs, και άλλες κατηγορίες δεικτών. 3. Γενοτύπιση με δείκτες - Γενετική απόσταση και μοριακοί δείκτες. - Κωδικοποίηση και ανάλυση δεδομένων. GenAlEx, MEGA 4. Γενετική χαρτογράφηση. - Γενετικοί και φυσικοί χάρτες. - Χαρτογράφηση με χρήση δεικτών. - Χαρτογράφηση θέσεων συνδεδεμένων με ποσοτικούς χαρακτήρες (Quantitative Trait Loci, QTL). Χαρτογραφικοί πληθυσμοί και μοντέλα χαρτογράφησης. 5. Μοριακή Βελτίωση (Ι) Eπιλογή με δείκτες (MAS, GWAS) - Τι είναι η επιλογή με δείκτες. Αναλυτικά παραδείγματα χρήσης μοριακών δεικτών για υποβοήθηση της επιλογής. - Επαναδιασταύρωση και ενσωμάτωση πολλών διαφορετικών χαρακτήρων (pyramiding). - Επιλογή και ενσωμάτωση QTL 6. Αλληλούχιση. - Τεχνολογίες αλληλούχισης: από τη μέθοδο Sanger στις τεχνολογίες Next Generation Sequencing (NGS). 7. Μοριακή Βελτίωση (ΙΙ) SNPs-Γονιδιωματική επιλογή - Γενοτύπιση SNPs και χρήση σε σχήματα γονιδιωματικής επιλογής - Γονιδιωματική επιλογή 8. Γενετικά τροποποιημένοι οργανισμοί (ΓΤΟ). - Εφαρμογές της γενετικής μηχανικής για την ΓΤ φυτών. - Εμπορική εκμετάλλευση και καλλιέργεια ΓΤ φυτών. - Θέματα πνευματικής ιδιοκτησίας (πατέντες) και νομοθεσίας απελευθέρωσης ΓΤ φυτών. 9. Πρώτος κύκλος ΓΤ φυτών. - Αντοχή σε έντομα, ζιζανιοκτόνα και διπλή αντοχή. - Επιπτώσεις της καλλιέργειας και ανάλυση της περίπτωσης (case study) της χρήση βαμβακιού BT στην Ινδία. 10. Δεύτερος κύκλος ΓΤ φυτών - Τροποποίηση άλλων χαρακτήρων. Αντοχές σε βιοτικές και αβιοτικές καταπονήσεις, τροποποίηση της αρχιτεκτονικής του φυτού, και αύξηση διατροφικής αξίας. Ανάλυση της περίπτωσης του ‘χρυσού ρυζιού’. 11. Μέλλον και νέες τεχνολογίες βελτίωσης - Νέα εργαλεία τροποποίησης του γονιδιώματος. - Νέες Τεχνικές βελτίωσης (New Breeding Techniques). 12. Βιοηθική - Ζητήματα διαχείρισης του κινδύνου στη βιοτεχνολογία και βιοηθικοί προβληματισμοί.

22-11-2023