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Oggetto:
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Grapevine physiology

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Grapevine physiology

Oggetto:

Anno accademico 2021/2022

Codice attività didattica
SAF0189
Docente
Prof. Claudio Lovisolo (Affidamento interno)
Corso di studio
[290511-INTER] SCIENZE VITICOLE ED ENOLOGICHE - curr. International
Anno
1° anno
Periodo
Secondo semestre
Tipologia
B - Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD attività didattica
BIO/04 - fisiologia vegetale
Erogazione
Mista/Blended
Lingua
Inglese
Frequenza
Obbligatoria
Tipologia esame
Scritto più orale obbligatorio
Prerequisiti

Nessuno.


None.
Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

Sulla base di quanto previsto nella sceda SUA (QuadroA4.b) il programma dell'insegnamento si colloca nell'area: Produzione e qualità dell'Uva.

Conoscere le relazioni tra l'ecofisiologia della vite e le pratiche agricole, a riguardo sia di standard di coltivazione, sia di condizioni abiotiche limitanti.

 

On the basis of the provisions of the SUA sheet (Panel A4.b), the teaching program is located in the area: Production and quality of grapes.

To learn about the relationships between grapevine ecophysiology and inputs from agriculture practices, upon both cultivation standards and abiotic limiting conditions.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Alla fine dell'insegnamento si sarà in grado di:

Conoscenze e capacità di comprensione.

Integrare le lezioni teoriche del programma con conoscenze acquisite dalla letteratura scientifica del settore. In questa parte, si svilupperanno abilità di comprensione di lingua inglese sia orale che scritta e indagini su banche date di letteratura scientifica.

 

Autonomia e capacità di giudizio: si sarà in grado di 1) giudicare la corretta impostazione della conoscenza fisiologica di base in applicazione di campo; 2) valutare in modo critico la qualità delle informazioni  disponibili in ambito tecnico/scientifico.


Abilità comunicative: alla fine dell'insegnamento si sarà in grado di: 1) Conoscere la terminologia fisiologica; 2) utilizzare fogli di calcolo per l'individuazione di relazioni tra variabili; 3) reperire informazioni da bibliografia online; 4) ampliare le capacità di esposizione tramite report scritti.

 

 

The students will integrate the knowledge acquired both by following the course programme and by examining scientific literature. In tis part, students will manage English language in order to understand lessons and/or look for bibliography.

Applying knowledge and understanding: students will be able to 1) evaluate pros and contra of phiological mechanisms applied in crops and forests; 2) hypothesize plant responses to abiotic stress.


Making judgements: the students will be able to make judgements on 1) interrelationships plant physiology / crop techniques; 2) the quality of available physiological information.

Communication skills: at the end of the course students will have an improved capacity of 1) understanding plantl-related English vocabulary; 2) using spreadsheets to evaluate relationships between variable; 3) use databases to get scientific and technical information on plant physiology; 4) effectively communicating through written reports on selected topics. 

 

Oggetto:

Programma

1)Panoramica generale della fisiologia della vite.

Metabolismo dell'acqua: ruolo fisiologico.

Concetto di potenziale idrico come indice energetico.

2) Misura del potenziale idrico: nella foglia, nel germoglio, prima dell'alba, a metà giornata.

L'analogia della legge di Ohm per studiare i flussi d'acqua nella pianta.

Il continuum dell'acqua lungo l'atmosfera suolo-pianta.

Come modellizzare le resistenze idrauliche negli organi della vite.

Implicazione del metabolismo dell'acqua cellulare sul bilancio idrico della vite: osmoregolazione; scambio idrico del simplasto / apoplasto; ruolo dell'acquaporina.

3) Rapporti temporali tra potenziale idrico e traspirazione: insorgenza di stress idrico; presenza di pioggia; fluttuazioni giornaliere; fluttuazioni stagionali; in diversi terreni che trattengano l'acqua diversamente.

Bilancio idrico della pianta: risposta isoidrica allo stress idrico; risposta anisoidrica.

4) Misura della conduttanza idraulica (nella radice, nel germoglio, nella foglia, nell'intera pianta).

Il metodo del flusso evaporativo per stimare le resistenze idrauliche negli organi della vite.

Il flussometro ad alta pressione: i principi; misurazioni dell'estensione dell'embolia; stima del ruolo dell'acquaporina nel controllo dell'idraulica dell'impianto.

Assorbimento e trasporto dell'acqua dalle radici: simplasto, apoplasto e vie dell'acqua da cellula a cellula; controllo ormonale al germogliamento; temperatura del suolo e controllo stagionale.

5) Biosintesi dell'acido abscissico in radice: attivazione da pH; influenza dello stress idrico; influenza della respirazione delle radici; esperimenti con radici separate e essiccazione parziale delle radici.

Controllo root-to-shoot dell'acido abscissico: implicazioni nei portinnesti; interazione auxina / ABA per l'approfondimento della radice e la successiva emergenza della radice; le proprietà del suolo (argilla) modulano la risposta ABA.

Trasporto dell'acqua nei portinnesti: induzione della tolleranza allo stress idrico (meccanismi e genotipi correlati); Induzione della prevenzione dello stress (meccanismi e genotipi correlati); controllo ormonale dell'attivazione dell'acquaporina; induzione del vigore e metabolismo dell'acqua.

6) Controllo delle auxine dello sviluppo vascolare. Modello di traslocazione dell'auxina: controllo delle auxine sulla dominanza dell'apice nella vite; controllo dell'auxina sui tropismi nella vite. Conduttività xilema in relazione all'orientamento di crescita dei germogli verso l'alto e verso il basso.

Trasporto di acqua (linfa) nelle riprese: formazione di embolia; riempimento di embolia; ruolo delle acquaporine; controllo ormonale dell'attivazione dell'acquaporina.

7) Traspirazione: il deficit di tensione di vapore (VPD) come determinante energetico.

Richiesta atmosferica di traspirazione.

Cinetica di temperatura e umidità relativa.

Apertura e chiusura dello stoma (fisiologia delle cellule di guardia).

8) Controllo ambientale della traspirazione (influenze microclimatiche e problematiche viticole).

Controllo stomatico (regolazione durante stress idrico e feedback di CO2).

Influenza del VPD sul catabolismo ABA (idrossilasi ABA).

Ottimizzazione dello scambio di gas alle condizioni ambientali attuali (Speirs et al 2013 JXB, Soar et al 2006 AJGWR)

Coinvolgimento di VPD / ABA nel controllo della riparazione dell'embolia (Perrone et 2012 Planta)

9) Fotosintesi; Fotorespirazione; Fotoinibizione:

misura della fluorescenza della clorofilla.

Limitazioni alla fotosintesi nella vite:

stress idrico;

regolazione stomatica;

carenza di luce;

leggero eccesso;

temperatura.

10) Limitazioni alla fotosintesi nella vite:

invecchiamento fogliare;

al sole e all'ombra delle foglie;

scaricamento del saccarosio (floema);

accumulo di amido nelle foglie.

11) Misure di scambio gassoso fogliare:

analizzatore di gas a infrarossi.

12) Misura della fluorescenza della clorofilla fogliare.

Discriminazione contro 13C durante lo stress idrico.

 

1) General overview of the grapevine physiology

Water metabolism: physiological role.

Concept of water potential as an energy index.

2) Measurement of water potential: in the leaf, in the shoot, pre-dawn, at mid-day.

The analogy of the Ohm Law to study water fluxes in plant.

The continuum of water flow along soil-plant-atmosphere.

How to modelize hydraulic resistances in grapevine organs.

Implication of cell water metabolism on grapevine water balance:
osmoregulation; symplasm/apoplasm water exchange; aquaporin role.

3) Time scaling relationships between water potential and transpiration:
occurrence of water stress; occurrence of rain; diel fluctuations; seasonal fluctuations; in different water-holding soils.

Plant water balance:
isohydric response to water stress, connection with pre-dawn water potential;
anisohydric response, connection with stem water potential.

4) Measurement of hydraulic conductance (in the root, in the shoot, in the leaf, in the whole plant).

The evaporative flux method to estimate hydraulic resistances in grapevine organs.

The high-pressure-flow-meter:
principles;
measurements of embolism extent;
estimation of aquaporin role in controlling plant hydraulics.

Root water absorption and transport:
symplasm, apoplasm and cell-to-cell water pathways;
hormonal control at budbreak;
soil temperature and seasonal control.

5) Abscisic acid biosynthesis in root:
activation by pH; influence of water stress; influence of root respiration; split-root experiments and partial root drying.

Abscisic acid root-to-shoot control:
implications in rootstocks;
auxin/ABA interaction for root deepening and later root emergence;
soil properties (clay) modulate ABA response.

Water transport in rootstocks:
induction of tolerance to water stress (mechanisms and genotypes related);
Induction of stress avoidance (mechanisms and genotypes related);
hormonal control of aquaporin activation;
vigor induction and water metabolism.

6) Auxin control of vascular development.

Model of auxin translocation:
auxin control on apex dominance in grapevine;
auxin control on tropisms in grapevine.

Xylem conductivity in relation to upward and downward shoot growth orientation.

Water (sap) transport in the shoot:
embolism formation;
embolism refilling;
role of aquaporins;
hormonal control of aquaporin activation.

 7) Transpiration :

the vapor pressure deficit (VPD) as energy determinant.

Atmospheric demand of transpiration.

Kinetics of temperature and relative humidity.

Stomatal opening and closure (physiology of guard cells).

8) Environmental control of transpiration (microclimatic influences and viticultural issues).

Stomatal control (regulation during water stress and CO2 feedbacks).

VPD influence on ABA catabolism. ABA hydroxylases.

Optimization of gas exchange to current environmental conditions (Speirs et al 2013 JXB, Soar et al 2006 AJGWR)VPD/ABA Involvement in controlling embolism repair (Perrone et 2012 Planta)

9) Photosynthesis; Photorespiration; Photoinhibition.

Limitations to photosynthesis in grapevine:
water stress;
stomatal regulation;
light deficiency;
light excess;
temperature.

10) Limitations to photosynthesis in grapevine:
leaf ageing;
in sun and shadow leaves;
sink sucrose downloading (phloem);
starch accumulation in leaf.

Recovery from drought : dependence on belowground sink control

11) Measurements of leaf gas exchange:
the infra-red gas analyzer.

12) Measurement of leaf chlorophyll fluorescence. 
Discrimination against 13C during water stress.

Oggetto:

Modalità di insegnamento

10 lezioni (1-10 punti programma) e 2 esercitazioni (11-12 punti programma).

LE LEZIONI SARANNO IN PRESENZA, LA LEZIONE VERRÀ REGISTRATA E CARICATA ONLINE SU MOODLE ENTRO 72 ORE, QUINDI IL VIDEO DELLE LEZIONI REGISTRATE E DISPONIBILI SU MOODLE, SARÀ UTILE SIA PER RIVEDERE LE LEZIONI IN CASO DI FREQUENZA IN PRESENZA, SIA PER SEGUIRE IL CORSO IN CASO DI RESTRIZIONE ALLA PRESENZA PER EMERGENZA SANITARIA.



10 lessons (1-10 program points) and 2 practices (11-12 program points).

THE LESSONS WILL TAKE IN PRESENCE, THE LESSON WILL BE RECORDED AND UPLOADED ONLINE ON MOODLE WITHIN 72 HOURS, SO THE LESSONS VIDEO RECORDED AND AVAILABLE ON MOODLE, WILL BE USEFUL BOTH TO REVIEW THE LESSONS IN CASE OF IN PRESENCE AUDIENCE, BOTH TO FOLLOW ON-LINE THE COURSE IN CASE OF RESTRICTION TO THE PRESENCE DUE TO HEALTH EMERGENCY.

 

Oggetto:

Modalità di verifica dell'apprendimento

3 risposte scritte basate su 3 punti del programma e una discussione orale di un articolo scientifico.

Fino al perdurare delle restrizioni COVID, l'esame verrà svolto in forma orale presentandosi alla data e all'ora di programmazione dell'esame presso l'aula virtuale WEBEX.

https://unito.webex.com/meet/claudio.lovisolo

 

 

3 written answers based on 3 points of the program and a oral discussion of a scientific paper.

Until the COVID restrictions continue, the exam will be carried out in oral form by presenting at the date and time of exam scheduling to the WEBEX virtual room.

https://unito.webex.com/meet/claudio.lovisolo

 

Oggetto:

Attività di supporto

LEZIONI VIDEO REGISTRATE E DISPONIBILI SU MOODLE

LESSONS VIDEO RECORDED AND AVAILABLE ON MOODLE

Testi consigliati e bibliografia



Oggetto:
Libro
Titolo:  
The Science of Grapevines
Anno pubblicazione:  
2020
Editore:  
Academic Press
Autore:  
Markus Keller
ISBN  
Obbligatorio:  
No
Oggetto:

Keller M. The Science of Grapevines: Anatomy and Physiology, Elsevier Academic Press, 2010.

Il libro è on line

per approfondimenti:

Taiz, Zeiger. Plant Physiology, Piccin http://6e.plantphys.net

 

Keller M. The Science of Grapevines: Anatomy and Physiology, Elsevier Academic Press, 2010.

The book is on line for students via Bibliopass agrovet unito

for further details:

Taiz, Zeiger. Plant Physiology, Piccin http://6e.plantphys.net



Oggetto:

Note

Le modalità di svolgimento dell'attività didattica sono previste sia in caso di attività didattica in presenza, sia on-line se ci saranno limitazioni imposte da crisi sanitarie.

Teaching activities are provided both in the case of in-presence teaching and practice activity, and on-line if there will be limitations imposed by health crises.

 

Registrazione
  • Aperta
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 24/09/2021 15:03