Biologia de Sistemes de les Plantes
Codi: 43867 Crèdits: 6| Titulació | Tipus | Curs | Semestre |
|---|---|---|---|
| 4316231 Biologia, Genòmica i Biotecnologia Vegetals / Plant Biology, Genomics and Biotechnology | OT | 0 | 2 |
Professor/a de contacte
- Nom:
- Ana Martin Hernandez
- Correu electrònic:
- anamontserrat.martin@uab.cat
Utilització d'idiomes a l'assignatura
- Llengua vehicular majoritària:
- anglès (eng)
Equip docent
- Ana Martin Hernandez
Equip docent extern a la UAB
- Elena Monte
- Iban Eduardo
- Jae-Seong Yang
- Juan José López Moya
- Maria Lois
- Martí Bernardo
Prerequisits
Coneixements basics de Genètica
Objectius
Proporcionar als alumnes una visió global i actual de les tècniques, fonaments i aplicacions de la Genòmica Vegetal i introduir-los en la Biologia de Sistemes de les plantes. Els objectius específics inclouen la comprensió dels següents aspectes: la diversitat i complexitat dels genomes vegetals, les tècniques emprades habitualment en els estudis de genòmica, transcriptòmica, proteòmica i metabolòmica i les aplicacions a la millora genètica de les plantes de conreu. Us de les matemàtiques per el modelat predictiu mitjanant d'integració de diferents dades -omiques
Competències
- Aplicar els coneixements de genètica molecular de les plantes en diferents àmbits científics i industrials.
- Desenvolupar el raonament crític en l'àmbit d'estudi i en relació amb l'entorn científic i empresarial.
- Identificar i utilitzar eines bioinformàtiques per aplicar-les a l'estudi genètic, evolutiu i funcional dels vegetals.
- Que els estudiants siguin capaços d'integrar coneixements i enfrontar-se a la complexitat de formular judicis a partir d'una informació que, tot i ser incompleta o limitada, inclogui reflexions sobre les responsabilitats socials i ètiques vinculades a l'aplicació dels seus coneixements i judicis.
- Que els estudiants sàpiguen aplicar els coneixements adquirits i la seva capacitat de resolució de problemes en entorns nous o poc coneguts dins de contextos més amplis (o multidisciplinaris) relacionats amb la seva àrea d'estudi.
- Que els estudiants sàpiguen comunicar les seves conclusions, així com els coneixements i les raons últimes que les fonamenten, a públics especialitzats i no especialitzats d'una manera clara i sense ambigüitats.
- Sintetitzar, analitzar alternatives i debatre críticament.
- Utilitzar i gestionar informació bibliogràfica i recursos informàtics en l'àmbit d'estudi.
- Utilitzar terminologia científica per argumentar els resultats de la recerca i comunicar-los en anglès oralment i per escrit en un entorn internacional.
Resultats d'aprenentatge
- Aplicar mètodes matemàtics d'anàlisi i modelatge predictiu mitjançant la integració de diferents tipus de dades experimentals òmiques.
- Desenvolupar el raonament crític en l'àmbit d'estudi i en relació amb l'entorn científic i empresarial.
- Distingir i aplicar els mètodes i tècniques utilitzades habitualment als estudis de genòmica, genòmica, transcriptòmica, proteòmica i metabolòmica.
- Que els estudiants siguin capaços d'integrar coneixements i enfrontar-se a la complexitat de formular judicis a partir d'una informació que, tot i ser incompleta o limitada, inclogui reflexions sobre les responsabilitats socials i ètiques vinculades a l'aplicació dels seus coneixements i judicis.
- Que els estudiants sàpiguen aplicar els coneixements adquirits i la seva capacitat de resolució de problemes en entorns nous o poc coneguts dins de contextos més amplis (o multidisciplinaris) relacionats amb la seva àrea d'estudi.
- Que els estudiants sàpiguen comunicar les seves conclusions, així com els coneixements i les raons últimes que les fonamenten, a públics especialitzats i no especialitzats d'una manera clara i sense ambigüitats.
- Sintetitzar, analitzar alternatives i debatre críticament.
- Utilitzar i gestionar informació bibliogràfica i recursos informàtics en l'àmbit d'estudi.
- Utilitzar terminologia científica per argumentar els resultats de la recerca i comunicar-los en anglès oralment i per escrit en un entorn internacional.
Continguts
Biologia de sistemes: conceptes, metodologia i estudis de casos utilitzant múltiples omiques. El cas d'estudi serà l’aparició d’una nova malaltia que afecta i mata totes les varietats de tomàquet. Els estudiants realitzaran un viatge a través de totes les -omiques per descobrir la causa i buscar una solució científica viable per a la seva aplicació en la millora de plantes de cultiu.
Concretament:
Utilitzarem aplicacions pràctiques de mètodes i tècniques en fenòmica i genòmica vegetals, incloent l’ús de marcadors moleculars en la millora vegetal. Importància dels QTLs en aquest problema.
Anàlisi i aplicació de dades derivades dels estudis de genòmica i de transcriptòmica per limitar el problema.
Anàlisi i aplicació de dades derivades dels estudis de proteòmica, interactòmica i metabolòmica per trobar una solució al problema.
Anàlisi integrativa del cas de l'estudi aplicats, inclosa la modelització computacional, per a la millora de plantes de conreu.
Metodologia
Conferències i xerrades d'experts
Problemes i casos pràctics
Preparació d'informes
Estudi personal
Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, per a la complementació per part de l'alumnat de les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura/mòdul.
Activitats formatives
| Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|
| Tipus: Dirigides | |||
| Conferències i xerrades d'experts | 11 | 0,44 | 1, 4 |
| Problemes i casos pràctics | 24 | 0,96 | 2, 3, 5, 9 |
| Tipus: Supervisades | |||
| Preparació d'informes | 30 | 1,2 | 6, 7, 9 |
| Tipus: Autònomes | |||
| Estudi personal | 84 | 3,36 | 8 |
Avaluació
Avaluació continua 10%
Informe 60%
Qüestionari final 30%
Activitats d'avaluació
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| Avaluació continuada amb la participació dels estudiants | 10% | 0 | 0 | 1, 2, 3, 4, 5 |
| Informe | 60% | 0 | 0 | 6, 7, 8, 9 |
| Qüestionari final | 30% | 1 | 0,04 | 5 |
Bibliografia
Yunbi Xu Molecular Plant Breeding. CAB International Oxfordshire, UK available online at UAB library:
http://www.cabi.org/cabebooks/FullTextPDF/2010/20103101750.pdf
Fredericks DN, & Relman DA (1996). Sequence-based identification of microbial pathogens: a reconsideration of Koch’s postulates. Clinical microbiology reviews, 9 (1), 18-33
Li et al. 2014 A Review of Imaging Techniques for Plant Phenotyping. Sensors, 14, 20078-20111.
Großkinsky et al, 2015. Plant phenomics and the need for physiological phenotyping across scales to narrow the genotype-to-phenotype knowledge gap. Journal of Experimental Botany, 66: 5429-5440.
Collard et al. 2005. An introduction to markers, quantitative trait loci (QTL) mapping and marker-assisted selection for crop improvement: The basic concepts. Euphytica (2005) 142: 169–196
Tanksley and McCouch 1997. Seed Banks and Molecular Maps: Unlocking Genetic Potential from the Wild. Science 277: 1063-1066.
Serra et al. 2016. Marker-assisted introgression (MAI) of almond genes into the peach background: a fast method to mine and integrate novel variation from exotic sources in long intergeneration species. Tree Genetics & Genomes 12: 96.
Fei Chen, Yunfeng Song, Xiaojiang Li, Junhao Chen, Lan Mo, Xingtan Zhang, Zhenguo Lin and Liangsheng Zhang (2019). Genome sequences of horticultural plants: past,
present, and future. Horticulture Research 6:112.
Anne Pfeiffer, Hui Shi, James M. Tepperman, Yu Zhang, and Peter H. Quail. (2014)Combinatorial Complexity in a Transcriptionally Centered Signaling Hub in Arabidopsis. Molecular Plant 7, 1598–1618.
Lee, C.-R., Park, Y.-H., Min, H., Kim, Y.-R., and Seok, Y.-J. (2019). Determination of protein phosphorylation by polyacrylamide gel electrophoresis. J. Microbiol. 57, 93–100. doi:10.1007/s12275-019-9021-y.
Schopper, S., Kahraman, A., Leuenberger, P., Feng, Y.,Piazza, I., Müller, O., et al. (2017). Measuring protein structural changes on a proteome-wide scale using limited proteolysis-coupled mass spectrometry. Nat. Protoc. 12, 2391. doi:10.1038/nprot.2017.100 https://www.nature.com/articles/nprot.2017.100#supplementary-information.
Mateus, A., Määttä, T. A., and Savitski, M. M. (2016). Thermal proteome profiling: unbiased assessment of protein state through heat-induced stability changes. Proteome Sci. 15, 13. doi:10.1186/s12953-017-0122-4.
For a tutorial on Computational Biology see: https://www.bioconductor.org/packages/release/bioc/vignettes/CellNOptR/inst/doc/CellNOptR-vignette.pdf and for an applied study with real data to reveal novel molecular mechanisms see here http://msb.embopress.org/content/10/12/767. For the publication first presenting CellNOptR see http://msb.embopress.org/content/5/1/331
Jun Hong, Litao Yang, Dabing Zhang and Jianxin Shi. (2016). Plant Metabolomics: An Indispensable System Biology Tool for Plant Science.Int. J. Mol. Sci., 17, 767.
Saleh Alseekh and Alisdair R. Fernie. (2018). Metabolomics 20 years on: what have we learned and what hurdles remain? The Plant Journal 94, 933–942.
Perez de Souza, L., Alseekh, S., Naake, T., & Fernie, A. (2019). Mass spectrometry-based untargeted plant metabolomics. Current Protocols in Plant Biology, 4, e20100.
Programari
Section 1 Introductión: 3 hours
Section 2 Phenomics: 3 hours
Section 3 Genetics: 3 hours
Section 4 Genomics 3 hours
Sections 5 Transcriptomics 3 hours
Section 6 Computing Biology. Modeling 3 hours
Section 7 Proteomics 3 hours
Section 8 Computing Biology. Modeling 3 hours
Section 9 Metabolomics 3 hours
Section 10 Computing Biology. Modeling 3 hours
Section 11 Resolution of the problem and questions. 3 hours