- Oggetto:
- Oggetto:
Secondary metabolites in grapevine
- Oggetto:
Secondary metabolites in grapevine
- Oggetto:
Anno accademico 2025/2026
- Codice attività didattica
- SAF0048
- Docente
- Alessandra Ferrandino (Affidamento interno)
- Corso di studio
- [290511-FOND] SCIENZE VITICOLE ED ENOLOGICHE - curr. Fondamentale
[290511-INTER] SCIENZE VITICOLE ED ENOLOGICHE - curr. International - Anno
- 2° anno
- Periodo
- Annualità singola
- Tipologia
- B - Caratterizzante
- Crediti/Valenza
- 5
- SSD attività didattica
- AGRI-03/A - Arboricoltura generale e coltivazioni arboree
AGR/03 - arboricoltura generale e coltivazioni arboree - Erogazione
- Convenzionale
- Lingua
- Inglese
- Frequenza
- Facoltativa
- Tipologia esame
- Orale
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Gli obiettivi formativi di questo insegnamento (di seguito elencati) sono allineati con gli obiettivi generali del corso di studi magistrale e, in particolare, ricadono nelle aree di apprendimento "
Produzione e qualità dell'uva" e "Wine diversity, authenticity and safety". 1) Fornire conoscenza approfondita sul metabolismo secondario della vite e sul conseguente accumulo di metaboliti come risposta della pianta (bacche ed organi vegetativi) all'ambiente, in funzione di stress abiotici (acqua, luce, temperatura, tessitura del suolo, ecc...) e biotici (flavescenza dorata, principali patologie fungine, virus).
2) Fornire conoscenze sull'interazione tra metabolismo dell'acido abscissico, dell'acido jasmonico, dell'acido salicilico e di altri ormoni e l'accumulo dei metaboliti secondari in bacca (effetti di sulla maturazione dell'uva) ed in organi vegetativi (foglie in particolare, effetti sulla difesa).
3) Fornire conoscenze su metabolismo, concentrazioni e profili dei principali metaboliti secondari della vite quali polifenoli, composti volatili (terpeni, sesquiterpeni, composti C6 e C9, derivati benzenici, norisoprenoidi, metossipirazine, tioli) e carotenoidi.
4) Sviluppare la capacità di confrontare i risultati di differenti metodi analitici per essere in grado di esprimere ed interpretare i dati compositivi in funzione dell'obiettivo finale (qualità dell'uva, difesa, espressione genica).
5) Conoscere nuove tecniche, anche non distruttive, per la determinazione quanti e qualitativa dei metaboliti secondari della vite.
The goals listed in the following lines represent the knowledge and the understanding students will aquire after attending the course. They belong to the learning sectors: "Production and grape quality" and "Wine diversity, authenticity and safety".
1) To provide new insights about grapevine secondary metabolism and metabolites as berry/plant response to the environment, with a particular focus on abiotic (water, light, temperature, soil texture, etc...) and biotic (Flavescence dorée phytoplasma, fungal pathogens, viruses) stressors.
2) To provide knowledge about the mediation role of abscissic acid, jasmonic acid, salycilic acid (and other hormones) in grapevine responses to stress, focusing on secondary metabolite accumulation in ripening berries (effects on berry quality) and in vegetative organs (leaves in particular, effects on defence mechanisms).
3) To provide new insights about the accumulation of polyphenols and volatile organic compounds (VOCs, terpenes, sesquiterpenes, C6 and C9 volatiles, benezen derivatives, methoxypyrazines and thiols) and carotenoids.
4) To develop the capability to compare analytical results obtained by different methods. To become able to choose the appropriate way to express analytical results, depending of the final goal (berry quality, defence, gene expression).
5) To acquire knowledge about recent techniques (including non-destructive methods) to evaluate secondary metabolite accumulation in grapevine organs.
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Descrittori di Dublino
Conoscenza e capacità di comprensione
Conoscenza delle vie biosintetiche di accumulo dei metaboliti secondari della vite e del loro ruolo di interazione con l'ambiente. Conoscenza e comprensione del significato biologico ed ecologico, oltre che tecnologico (già acquisito in altri insegnamenti) del loro accumulo, in viticoltura. Conoscenza e comprensione del ruolo di mediazione degli ormoni. Interpretazione del sistema biologico 'vite' finalizzato alla produzione di uva di qualità ed all'auto-difesa della pianta.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Capacità di individuare gli effetti che mutamenti (climatici o gestionali) potranno esercitare su concentrazioni e profili dei metaboliti secondari della vite e sull'epressione dei geni coinvolti nelle loro biosintesi (con ricadute sulla qualità dell'uva e sulla difesa). Capacità di sfruttare lo studio dei metaboliti secondari a fini classificatori (chemiotassonomia), predittivi (in ambito di difesa) e tecnologici (effetti sulla trasformazione dell'uva in vino).
Autonomia di giudizio
Gli/Le student* saranno in grado di districarsi in modo critico tra le centinaia di testi tecnico-scientifici disponibili sull'argomento 'metaboliti e metabolismo secondari della vite', grazie alle conoscenze acquisite. Svilupperanno la capacità di aggiungere tasselli alla conoscenza di un tema sempre in divenire. Iimpareranno a stare al passo con i tempi delle scoperte teorico-scientifiche che potranno divenire funzionali all'introduzione di nuove tecniche di gestione della vite in un ambiente pedo-climatico in evoluzione e a fronte di necessità crescenti in tema di sostenibilità ambientale.
Abilità comunicative
L'insegnamento contribuirà allo sviluppo delle abilità comunicative, rappresentate da un appropriato linguaggio tecnico-scientifico, grazie alle continue interazioni in aula tra docente e student* e tra pari ed alla modalità di esame (presentazione Power point di un argomento seguita da discussione dello stesso) e da alcune (2-3) domande riguardanti il programma generale.
Capacità di apprendimento
Alla fine dell'insegnamento gli/le student* saranno stat* stimolat* al ragionamento ed alla definizione di collegamenti tra gli argomenti trattati e saranno in grado di svolgere valutazioni comparative su come diverse situazioni colturali ed ambientali possono influenzare la risposta della vite all'ambiente, la qualità dell'uva e la reattività del sistema vigneto. Saranno in grado di reperire autonomamente fonti di informazioni scientificamente valide.
Knowledge and understanding
Students will acquire knowledge about secondary metabolites in grapevine and about their interaction with the environment, studying their biological and ecological roles, beside the well-known (and already acquired) technological role in winemaking. Students will learn and comprehend the hormon mediation roles. Students will deep their knowldege on grapevine biology with a specific focus on the roles exerted by secondary metabolites in shaping berry qualitative traits and plant defense mechanisms.
Applying knowledge and understanding
Students will be able to identify the effects exerted by climate and/or vineyard management changes on secondary metabolite concentrations, profiles and gene expression in berries and in vegetative organs. Students will acquire skills in using secondary metabolites for chemiotaxonomy (cultivar classification), for pathogen prediction (studying their involvement in defense mechanisms) and for techonological (wine production) purposes.
Making judgements
Students will be able to critically review the hundreds of technical and scientific papers released about 'secondary metabolism and metabolites in grapevine' every year. Students will learn the ability to add information in a puzzle which evolves continously. They will keep up with the numerous scientific discoveries that could be applied in future years in new viticultural contexts, associated to climate change effects and to sustainability requirements in viticulture.
Communication skills
The course will favour the development of an appropriate technical and scientific language, thanks to continuos classroom interactions with the teacher and among students and to the exam modality (a power point presentation followed by a discussion and 2-3-questions about the general program).
Learning skills
At the end of the class, students will be able to to find and understand links among the main biosynthetic pathways treated during the lessons. Students will be able to propose and discuss comparisons on the effects of different cultural/environmental viticultural systems on grapevine response to the environment, berry quality and vineyard reactivity. They will be able to find and understand valuable technical and scientifc information, autonomously.
- Oggetto:
Programma
Il filo conduttore dell'insegnamento sarà la comprensione del ruolo biologico ed ecologico delle principali classi di metaboliti secondari della bacca e degli organi vegetativi. Contestualmente, si studieranno la mediazione ormonale e, di conseguenza, le interazioni tra le principali via metaboliche (incluse quelle con il metabolismo primario).
Più in dettaglio:
Ripasso dei principali metaboliti secondari della vite (bacche ed organi vegetativi): focus sulla via biosintetica dei fenilpropanoidi (antocianine, flavonoli, flavan-3-oli monomerici/dimerici, principali flavanonoli e flavoni). Gli acidi idrossicinnamici legati all'acido tartarico, gli stilbenoidi. I principali composti volatili: terpeni e sesquiterpeni, composti a 6 ed a 9 atomi di carbonio, norisoprenoidi. Cenni su derivati benzenici, metossipirazine e tioli.
I carotenoidi: biosintesi, accumulo in bacca ed in organi vegetativi. Loro relazione con i composti volatili e con acido abscissico. Ruolo nella protezione dei tessuti dallo stress (abiotico) e implicazioni sulla qualità dell'uva.
Differenze compositive tra bacche ed organi vegetativi.
Applicazioni dello studio dei metaboliti secondari a fini chemiotassonomici (per la classificazione di cultivar -e cloni - di Vitis vinifera L. o di specie di Vitis).
La maturazione dell'uva e l'attivazione della biosintesi dei metaboliti secondari.
Metaboliti secondari della vite e stress biotico: effetto di flavescenza, virus, funghi patogeni sulle vie biosintetiche e sull'accumulo di metaboliti secondari.
Metaboliti secondari della vite e stress abiotico (ambiente): granulometria del terreno, stress idrico moderato, luce, ozono: effetti su biosintesi ed accumulo dei metaboliti secondari.
Il ruolo di mediazione degli ormoni (acido abscissico, salicilico e jasmonico) sull'accumulo dei metaboliti secondari in relazione alla qualità dell'uva ed alle risposte di difesa della pianta.
Cenni alle misure dei metaboliti secondari: dalle metodiche 'tradizionali' (spettrofotometria, HPLC-DAD, GC/MS) ai metodi più recenti: 1) Stir Bar Sorptive Extraction (SBSE) e 2) metodi spettroscopici basati sul metodo di screening di emissione di fluorescenza della clorofilla.
Se sarà possibile si organizzerà un seminario (tenuto da un/a esperto/a dell'argomento) sui meccanismi di regolazione genica e su applicazioni di tecniche molecolari nella vite.
The common thread of this teaching is the comprehension of the biological and ecological roles of grapevine main secondary metabolites in berries and in vegetative organs. Simultaneously, the teacher will focus on the hormone mediation role and on the interactions among the main metabolic pathways (included some of the primary metabolism).
Grapevine main secondary metabolites (in berries and in vegetative organs). General overview with a focus on the phenylpropanoid pathway: anthocyanins, flavonols, monomeric and dimeric flavan 3-ols, flavanonols and flavones. Hydroxycinnamic acids and derivatives, stilbenoids.
Grapevine volatiles: terpenes and sesquiterpenes, C6 and C9 volatiles, norisoprenoids; hints about benzene derivatives, methoxypyrazines and thiols.
Compositional differences among berry skins, pulps and seeds and vegetative organs (if known).
Carotenoids: biosynthesis and accumulation in berries and in vegetative organs. Their relation with volatiles and ABA. Their role in tissue protection against (abiotic) stressors and consequences for berry quality.
Secondary metabolites as a tool of chemiotaxonomy (for grapevine varieties, clones and Vitis species classification).
Secondary metabolites and berry quality: grapevine ripening, a stressfull event that activates their accumulation.
Secondary metabolites and biotic stressors (focus on Flavescence dorée, viruses, fungi, etc...interaction with grapevine and effects on the accumualtion of secondary metabolites and gene-expression).
Secondary metabolites and environment (abiotic stress): soil texture, water availability, light conditions and ozone impacts on secondary metabolites and gene-expression.
Hormonal (abscissic acid, salycilic acid and jasmonic acid) mediation on secondary metabolite accumulation and berry quality.
Secondary metabolite evaluation: summary review of traditional methods (spectrophotometry, HPLC-DAD, GC/MS). Recent methods for berry quality evaluation 1): the Stir Bar Sorptive Extraction (SBSE) technique to measure grapevine volatiles: advantages and disadvantages respect to traditional analysis. 2) measurements based on the chlorophyll fluorescence-screening method - theory and practice.
If possible, a seminar about the gene regulation and the application of molecular techniques in grapevine will be taught by an expret in the field.
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
Le lezioni di questo insegnamento saranno in presenza (presso UNIASTISS ad Asti).
I pdf delle lezioni verranno caricati in Moodle (alcune ore prima dell'inizio della lezione).
Le lezioni sono organizzate come seminari e consisteranno in una revisione critica ed articolata di testi scientifici di rilievo per ciascuno degli argomenti trattati.
Classes of this course will be oral lessons in classroom (at UNIASTISS in Asti). The pdf files of the presentations will be uploaded on the Moodle platform, some hours before the lesson.
Classes will be organized as seminars (critical review of some significant texts inherent to the treated subjects).
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Modalità di verifica dell'apprendimento
Le lezioni sono state e saranno interattive. Ciò consentirà di valutare il livello di approfondimento delle conoscenze degli studenti in itinere. Ogni lezione prevede due momenti di riassunto per punti dei concetti trattati.
A metà insegnamento la docente potrebbe proporre una lezione riassuntiva tenuta dagli studenti (organizzati in gruppi) o una valutazione intermedia (mid-term evaluation) a domande multiple e/o aperte (le valutazioni non saranno parte del voto finale).
L'esame sarà in presenza: esame orale basato su una presentazione di un argomento a scelta dello studente. La presentazione va inviata almeno 12 ore prima dell'appello. Dalla presentazione scaturirà una discussione a cui si aggiungeranno 2-3 domande finalizzate alla verifica dell'apprendimento del resto del programma.
Il voto è espresso in trentesimi. Voto minimo 18.
Lessons have been and will be interactive. This approach allows to evaluate the students' level of learning, in itinere. During each lesson, the teacher makes two summaries of the treated subjects.
At half course, students, organized in groups, could be asked to: 1) present a summary of the treated subjects. This lesson, prepared by students for the teacher and for the other students (=pairs) will not be evaluated for the definition of the final score OR 2) the teacher will organize a mid-term test evaluation with fixed and/or opened answers (no scores, no influence of the final score).
The exam will be an oral examination based on 1) a presentation of a subject chosen by students that is the starting point for a critical discussion; 2) further 2-3 questions about part of the program that have not been detailed with the presentation. The presentation should be sent to the teacher at least 12 hours before the exam.
Scores are expressed in out of thirty. Minimum score eigtheen.
- Oggetto:
Attività di supporto
La docente caricherà in Moodle i pdf del materiale didattico presentato a lezione e i lavori scientifici commentati.
The teacher will load on the Moodle platform the pdf of the slides proposed during the lessons and of the most relevant papers commented during the lectures.
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
- Libro
- Titolo:
- The science of Grapevines Third Edition - ebook
- Anno pubblicazione:
- 2020
- Editore:
- Elsevier Academic Press
- Autore:
- Markus Keller
- ISBN
- Obbligatorio:
- No
- Oggetto:
- Libro
- Titolo:
- Grapevine in a changing environment
- Anno pubblicazione:
- 2016
- Editore:
- Wiley
- Autore:
- AA.VV.
- ISBN
- Obbligatorio:
- No
- Oggetto:
- Libro
- Titolo:
- Grapevine molecular physiology & biotechnology
- Anno pubblicazione:
- 2009
- Editore:
- Springer
- Autore:
- Roubelakis-Angelakis K.A
- ISBN
- Obbligatorio:
- No
- Oggetto:
- Articolo
- Titolo:
- Secondary metabolites in grapevine: crosstalk of transcriptional, metabolic and hormonal signals controlling stress defence responses in berries and vegetative organs
- Titolo rivista:
- Frontiers in Plant Science
- Anno pubblicazione:
- 2022
- Autore:
- A. Ferrandino, C. Pagliarani, E. Pilar Pérez-Alvarez
- DOI:
- Obbligatorio:
- No
- Oggetto:
- Libro
- Titolo:
- The science of Grapevines Third Edition - paperbook
- Anno pubblicazione:
- 2020
- Editore:
- Elsevier Academic Press
- Autore:
- Markus Keller
- ISBN
- Obbligatorio:
- No
- Oggetto:
I lavori scientifici che saranno utilizzati durante le lezioni verranno forniti agli studenti in formato pdf su piattaforma Moodle.
Scientific papers discussed during lessons will be given to students in pdf format through the Moodle platform.
- Oggetto:
Note
L'insegnamento si terrà nella sede di Asti in presenza.
Classes will be taught in Asti, in presence.
- Registrazione
- Aperta
- Oggetto:
