BIOTECNOLOGÍA VEGETAL Fecha: Noviembre 17 – 28, 2014

BIOTECNOLOGÍA VEGETAL
Fecha: Noviembre 17 – 28, 2014
Docentes de UNR:
Dra. Claudia Bustamante – CEFOBI CONICET
Dr. Diego Gomez Casati – CEFOBI CONICET
Dra. María Ayelén Pagani – CEFOBI CONICET
Dr. Hugo Permingeat – Química Biológica – Fac. Cs.
Agrarias
Ing. Martín Reggiardo – CEFOBI CONICET
Dra. María Inés Zanor – IBR CONICET
Docentes invitados:
Dr. Fernando Bravo Almonacid – UNQ; INGEBI CONICET
Dra. María Victoria Busi – UNSAM; – CEFOBI CONICET
Dr. Marcos Civello – UNLP; INFIVE CONICET
Dra. Marina Clemente – UNSAM; IIB INTECH CONICET
Dra. Paula Fernández UNSAM INSTITUTO DE BIOTECNOLOGÍA – INTA
Abog. Eliana González – UCA; CEFOBI CONICET
Dr. Gustavo Martínez – UNLP; INFIVE – CONICET
Por la RED RIABIN – PROGRAMA PABLO NERUDA:
Dra. Yolanda Garza–García Departamento de Biotecnología, Facultad de Ciencias Químicas de la
Universidad Autónoma de Coahuila, México
Dr. Justo González–Olmedo Laboratorio de Biotecnología de los Frutales, ISACA – Universidad de
Ciego de Ávila, Cuba
Modalidad:
•
Clases teóricas diarias y matutinas (2 horas de duración) en Sede de la FCByF, UNR
(Cupo: abierto)
•
Seminarios (diarios y vespertinos) en Sede de la FCByF, UNR (Cupo: abierto)
•
Trabajos prácticos – Laboratorios: 5 totales (5 hs de duración) en Sede de la FCByF y
Facultad de Ciencias Agrarias (Zavalla), UNR (Cupo 15 estudiantes)
•
Con evaluación final
•
Carga horaria: 72 hs totales; 43 (primera semana) y 29 (segunda semana)
Este curso intentará impartir formación en biotecnología vegetal, tanto en el plano teórico como en
el práctico, de manera tal de capacitar a los estudiantes para el desarrollo de su actividad
profesional futura en investigación y desarrollo en organismos/centros públicos o privados,
industrias biotecnológicas, docencia, divulgación científica, gestión y otras labores relacionadas
con estas ciencias según la orientación determinada por la carrera.
Contenidos mínimos: Cultivo de tejidos vegetales. Aplicaciones. Transformación de plantas:
Agrobacterium, virus vegetales, transferencia directa de genes, cloroplastos. Modificaciones de
rutas metabólicas y calidad nutricional por ingeniería genética. Fitorremediación. Molecular farming.
Metabolismo y fisiología de la maduración y senescencia hortofrutícolas. Tecnología postcosecha,
problemas y tecnología postcosecha usuales, transgénesis. El aporte de las ómicas a la
biotecnología vegetal: genómica, transcriptómica, metabolómica, lipidómica.
INFORMACIÓN PARA LA INSCRIPCIÓN
El curso está abierto a estudiantes de Doctorados en Ciencias Biológicas o afines. Quienes opten
por tomar el Curso completo (teoría y práctica) deberán abonar el arancel correspondiente antes
del 20 de octubre (ver PAGO DE ARANCEL).
El cupo para la actividad práctica es 18 personas. La selección de los estudiantes que podrán
realizar el curso completo será comunicada a los inscriptos vía email a partir del 27 de octubre de
2014. Los alumnos de Doctorados asociados a la RED RIABIN (máximo 9 alumnos) no abonarán
arancel y recibirán una beca para cubrir gastos de estadía. En este caso, los estudiantes deberán
adjuntar una nota de aval del representante de RIABIN en su Universidad.
Además, deberán enviar a [email protected] un CV actualizado, una copia de su Plan de
tesis o similar, una carta de intención en la que detallen los motivos que lo llevan a inscribirse y el
aval del director de Tesis o supervisor.
PAGO DE ARANCEL
Arancel: AR$ 2500, US$ 250.
Para formalizar la inscripción al curso, se debe abonar el arancel correspondiente en la Sección
Recaudaciones de la Facultad, Suipacha 531, de lunes a viernes de 8 a 13 hs. También podrán
ser abonados por Depósito Bancario en la siguiente cuenta:
Banco MUNICIPAL DE ROSARIO, SUCURSAL 30
Cuenta corriente Nº 30/920/8
CUIT 30649268092 CBU 0650030601000000092082
Si se opta por esta metodología de inscripción, enviar comprobante de depósito
[email protected].
Nota: no se considerarán inscriptos los estudiantes que no hayan formalizado el depósito del
arancel o acredite la pertenencia a algún Doctorado asociado al Consorcio de Doctorados.
a
CRONOGRAMA
Metodología didáctica
Los contenidos del espacio se organizan en clases presenciales teóricas, prácticas y seminarios.
Los teóricos contarán con exposiciones de los profesores y en los seminarios de los alumnos se
discutirán trabajos científicos (publicaciones) de los temas del programa teórico práctico. Los
materiales didácticos a utilizar serán exposiciones de curso digitalizadas, prácticas demostrativas y
de actividades concretas en los laboratorios. Los trabajos prácticos recrearán situaciones
experimentales básicas de investigación en el área específica de la asignatura.
De proceso: durante los seminarios de discusión. Cada alumno desarrollará en profundidad un
artículo científico elegido por los docentes, relacionado con una de las cuatro áreas del curso, a
través de la búsqueda, recopilación, estudio y análisis de información actualizada. El trabajo es
personal, y su resultado será expuesto en forma oral de manera obligatoria para su aprobación. Se
evaluará la capacidad crítica y de análisis del alumno, la asimilación y síntesis de la información
revisada, y la aplicación de los criterios adquiridos en este curso.
De proceso: en los laboratorios; individual y grupal. Se evaluará el criterio, la predisposición al
trabajo, la prolijidad, la capacidad de organizarse, tanto en solitario como cooperativamente y de
cumplir con los protocolos establecidos y la aplicación del conocimiento impartido en los teóricos al
trabajo de mesada.
Examen teórico a libro: individual o en equipo; ya que esta última modalidad propicia que se genere
una discusión sobre un tema y que los alumnos tengan que fundamentar sus puntos de vista
basándose en el material bibliográfico. Se intenta con esta metodología promover la creatividad, el
juicio crítico y la interpretación personal.
Programa detallado
Unidad 1: CULTIVO DE TEJIDOS VEGETALES.
Regeneración de plantas in vitro. Totipotencia. Proliferación a partir de brotes axilares.
Organogénesis. Embriogénesis somática. Fitoreguladores. Organización del laboratorio y técnicas
básicas de cultivo de tejidos. Regeneración de plantas a partir de protoplastos.
Unidad 2: APLICACIONES DEL CULTIVO DE TEJIDOS VEGETALES.
Producción masiva de microplantas. Problemas de producción: contaminación, vitrificación y
aclimatación. Nuevas tendencias: inmersión temporaria, robotización, cultivos sin esterilización,
microestacas, semillas sintéticas. Conservación de recursos genéticos e intercambio de
germoplama. Cultivo de anteras y sus aplicaciones: desarrollo de haploides. Desarrollo de semillas
artificiales. Fusión de células somáticas. Variación somatoclonal.
Unidad 3: TÉCNICAS DE TRANSFORMACIÓN VEGETAL BASADAS EN AGROBACTERIUM.
Vectores de cointegración y vectores binarios. Métodos de transformación: inoculación de tallos;
cocultivo de discos de hojas, de tubérculos, protoplastos, inoculación de semillas, infiltración de
organos florales, etc. Genes para la selección negativa y positiva de tejido transformado.
Eliminación de genes selectores. Genes reporteros: GUS, galactosidasa, luciferasa; GFP.
Promotores constitutivos y tejidoespecíficos.
Unidad 4: SISTEMAS DE TRANSFERENCIA DE GENES BASADOS EN VIRUS VEGETALES.
Caulimovirus. El caso del CaMV. Geminivirus. Virus a RNA de simple cadena: TMV, BMV, BNYW y
PVX. Limitaciones y posibilidades de los virus vegetales como vectores de transformación.
Agroinfección. Amplicones virales.
Unidad 5: SISTEMAS DE TRANSFERENCIA DIRECTA DE GENES.
Transferencia de genes a protoplastos basada en métodos químicos o en electroporación.
Bombardeo con microproyectiles (biobalística). Electroporación de tejidos vegetales. Otros
métodos.
Métodos de transformación. Introducción de genes para conferir resistencia a patógenos y a estrés
abiótico. Producción de fármacos y moléculas de interés industrial en cloroplastos. Expresión
múltiple de genes en cloroplastos. Sistemas de selección de plantas transformadas.
Unidad 7: MODIFICACIÓN DE RUTAS METABÓLICAS MEDIANTE INGENIERÍA GENÉTICA.
Modificación de la síntesis de lípidos, hidratos de carbono y proteínas. Control de la maduración de
los frutos. Modificación de la pigmentación y el aroma floral. Modificación de la composición de
lignina. Modificación de la tasa de desarrollo.
Unidad 8: FORTALECIMIENTO NUTRICIONAL POR INGENIERÍA GENÉTICA.
Modificaciones de la composición de aminoácidos esenciales, de la insaturación de lípidos.
Modificaciones en el patrón de hidratos de carbono. Superproducción de carotenoides y
flavonoides. Producción de vitaminas A y E. Captación de hierro. Androesterilidad. Eliminación de
antinutrientes, toxinas y alergenos.
Unidad 9: FITOREMEDIACIÓN
Campos de aplicación y mercados potenciales. Distintas clases de fitorremediación: fitoextracción,
rizofiltración, fitoestabilización, fitoestimulación, fitovolatilización, fitodegradación. Fitoextracción
continua y asistida por quelantes. Remoción de nutrientes, metales pesados, polucionantes
orgánicos. Expresión de metalotioninas y fitoquelatinas.
Unidad 10: LAS PLANTAS COMO BIOREACTORES.
Producción de proteínas exogénas en plantas: anticuerpos, hormonas, enzimas, etc. Utilización de
raíces transformadas para la producción de compuestos de interés farmacológico. Manipulación de
proteínas de reserva de las semillas. Rizosecresión Expresión de proteínas de interés en
cloroplastos y cromoplastos.
Unidad 11: SENESCENCIA
Muerte celular programada en plantas: tipos. Senescencia. Características generales, factores
desencadenantes, descripción del proceso. Etapas de la senescencia. Diferenciación de organelas.
Cambios metabólicos. Degradación de clorofilas. Regulación hormonal de la senescencia.
Unidad 12: METABOLISMO Y FISIOLOGÍA DE LA MADURACIÓN DE FRUTOS.
Frutos climatéricos y no climatéricos. Cambios energéticos, bioquímicos y estructurales.
Morfogénesis de cromoplastos. Degradación de la pared celular: esterasas, transglicosilasas y
expansinas. Regulación de la expresión génica. Metabolismo y síntesis del etileno. Efecto de
etileno y otras fitohormonas en la maduración
Unidad 13: TECNOLOGÍAS POSTCOSECHA
Extensión de la vida postcosecha de frutas y hortalizas: objetivos. Uso del frío, limitaciones.
Atmósferas controladas y modificadas, limitaciones. Inhibidores, secuestradores y antagonistas de
la acción del etileno. Tratamientos de alta temperatura, beneficios y limitaciones. Uso de radiación
electromagnética de alta energía. Manipulación génica de la maduración y la senescencia.
Tecnología postcosecha de flores ornamentales.
Fundamento de las técnicas: genómica, transcriptómica, metabolómica. Aplicaciones y aspectos
operativos. Actualización de herramientas. Aporte de cada una de ellas a la biotecnología vegetal.
Particularidades e importancia de la lipidómica.
Unidad 15: LEGISLACIÓN Y REGLAMENTACIÓN SOBRE OGM EN IBEROAMÉRICA
Tipos de productos sobre los cuales rigen reglamentaciones: organismos modificados
genéticamente destinados a la alimentación humana y animal; alimentos y piensos que contengan
OMG; alimentos y piensos que se hayan producido a partir de OMG o que contengan ingredientes
producidos a partir de éstos. Evaluaciones, gestión de riesgo, autorizaciones, comité de expertos,
determinaciones, criterios según los distintos países.
Trabajos Prácticos – Laboratorios:
TP1
TP2
TP3
TP4
TP5
Expresión transiente de antocianinas en coleoptilos de maíz utilizando micropartículas
aceleradas.
Expresión de proteínas de interés hojas de tabaco mediante agroinfiltración y análisis de la
expresión por western blot y microscopía confocal.
Transformación de Arabidopsis thaliana por “floral dip”.
Análisis de expresión por QRTPCR.
Identificación de plantas
transgénicas.
Tratamientos postcosecha: tratamiento hormonal y determinación de clorofilas, azúcares
totales, proteínas solubles y totales, y de poder antioxidante.
Análisis metabolómico por GCMASA y LCMASA de plantas con rutas metabólicas modificadas.
Bibliografía
1. Biochemistry & Molecular Biology of Plants (2002) Bob Buchanan (Editor), Wilhelm Gruissem
(Editor), Russell Jones (Editor). American Society of Plant Biologists, John Wiley & Sons. Inc. ISBN:
0943088399
2. Plant Physiology. 3rd Edition (2002). Lincoln Taiz and Eduardo Zeiger. Sinauer Associates, Inc.
USA. ISBN: 0878938230
3. Society of Plant Physiology. Rockville, Maryland. (2000) Courier Companies, Inc.
4. Plant Cell Biology. (1994) Harris N. and Oparka K., Oxford University Press.
5. Plant tissue culture: theory and practice (1996) BHOJWANI S.S., RAZDAN M.K. A revised
Edition. Elsevier Science, Amsterdam.
6. Methods in Plant Biochemistry and Molecular Biology (1997) DASHEK W.W. SpringerVerlag,
BerlinHeidelbergNew York.
7. Plant Cell Culture (1997) EDWARS S., COLLIN. H.A. Springer, BerlinHeidelbergNew York.
8. Plant cell, tissue and organ culture. Fundamental methods. (1995) GAMBORG O.L., PHILLIPS
G.C. (eds.) Springer, Berlin.
9. Genetic Preservation of Plant Cells in vitro (1995) GROUNT B. (ed.). Springer, BerlinHeidelbergNew York.
10. Gene Transfer to Plants. (1995) POTRYKUS I., SPANGENBERG G. Springer, BerlinHeidelbergNew York.
11. Plant Tissue Concepts and Laboratory Exercises (1996) TINGIANO R.N., GRAY D.J. Springer,
BerlinHeidelbergNew York.
12. Methods in Gene Biotechnology (1998) WU W., WELSH M.J., KAUFMAN P.B., ZHANG H.
Springer, Berlin-HeidelbergNew York.
13. Arabidopsis. A Laboratory Manual (2002). Detlef Weigel and Jane Glazebrook. Cold Spring
Harbor Press, Cold Spring Harbor. ISBN: 0879695722
14. Molecular cloning: a laboratory manual. 3rd Edition (2001) Sambrook, J. and Russell D.W. Cold
Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor. ISBN: 0879695765
15. Distintos artículos de publicaciones periódicas