- Oggetto:
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The berry: ripening, secondary metabolites and new approaches in quality assessement (Anno Accademico 2014/2015)
- Oggetto:
The berry: ripening, secondary metabolites and new approaches in quality assessement
- Oggetto:
Anno accademico 2014/2015
- Codice dell'attività didattica
- SAF0016
- Docente
- Dott. Alessandra FERRANDINO (Affidamento interno)
- Corso di studi
- [f290-c511] LM - Scienze viticole ed enologiche
- Anno
- 2° anno
- Tipologia
- D - A scelta dello studente
- Crediti/Valenza
- 5
- SSD dell'attività didattica
- AGR/03 - arboricoltura generale e coltivazioni arboree
- Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Inglese
- Modalità di frequenza
- Facoltativa
- Tipologia d'esame
- Orale
- Prerequisiti
- Nessuno / None
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Fornire approfondimenti sui metaboliti secondari della vite in chiave di risposta della pianta (e della bacca) all'ambiente, sia in funzione della risposta a stress abiotico (= focus sulle caratteristiche del suolo) sia biotico (= focus su flavescenza dorata).
Fornire conoscenze sull'interazione tra metabolismo dell'acido abscissico e accumulo dei metaboliti secondari.
Fornire conoscenze sui sesquiterpeni e sui composti volatili C6 e C9 (derivanti dalla lipossigenazione degli acidi grassi).
Sviluppare la capacità di confrontare i risultati di differenti metodi analitici. Essere in grado di esprimere i risultati analitici nel modo più consono in funzione dell'obiettivo finale del lavoro.
Conoscere le nuove tecniche, anche non distruttive, di valutazione della qualità dell'uva (con riferimento alla misura sia di metaboliti primari quali zuccheri ed acidi, sia secondari) basate su applicazioni della spettroscopia (Multiplex e NIR) e sulla tecnica Stir Bar Sorptive Extraction (SBSE) applicata a GC/MS.
To provide new insights about grapevine secondary metabolites as a vine (and/or berry) response to the environment, with a particular focus on abiotic (= soil characteristics) and biotic conditions (=Flavescence dorée phytoplasma).
To provide knowledge about abscissic acid mediated grapevine responses to stress: a focus on secondary metabolism and consequences for berry quality.
To provide new insights about the accumulation of sesquiterpenes and of C6 and C9 volatiles (deriving from fatty acid lipooxygenation).
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.
To develop knowledge about innovative techniques (including non-destructive methods) to evaluate berry quality (sugars, acids, secondary metabolites) based on spectroscopy techniques (Multiplex and NIR) and Stir Bar Sorptive Extraction (SBSE) applied to GC/MS (for volatiles).
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Conoscenze sull'interazione tra metabolismo dell'acido abscissico e accumulo dei metaboliti secondari in Vitis vinifera.
Capacità di paragonare i risultati analitici ottenuti con metodi diversi e di scegliere le metodiche più opportune in funzione dello scopo del lavoro.
Conoscenza delle principali tecniche innovative per la misura della qualità in vigna attraverso il ricorso all'uso di strumenti portatili capaci di stimare zuccheri, acidi, principali polifenoli.
Capacità di individuare sviluppi futuri delle applicazioni studiate.
Capacità di sfruttare lo studio dei metaboliti secondari a fini chemiotassonomici (chemiometria), ecologici (interazione con l'ambiente), tecnologici (effetti sulla trasformazione dell'uva in vino).
To acquire knowledge about abscissic acid metabolism and secondary metabolite accumulation in Vitis vinifera.
To become able to compare results from different analytical methods and to choose the most appropriate method to reach one's own goal.
To acuire knowledge about the main innovative techniques to evaluate grape berry quality non destructevely through the use of portable instruments able to estimate sugar, acid and polyphenol contents.
To become able to identify future perspectives of the applied technique (for instance fluorescence emission based instruments to measure berry carotenoid concentration or vine sanitary status).
To become able to exploit knowledge related to secondary metabolites in chemiometry (chemiotaxonomy of grapevine varieties), in ecology (inteactions with the environment) and, partially, in technology (transformation of must into wine).
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
Discussione degli argomenti trattati a circa metà corso.
Oral discussion about mid-course.
orale; basato sulla discussione di testi scientifici inerenti gli argomenti trattati
- Oggetto:
Programma
I metaboliti secondari della vite. Composizione e qualità dell'acino: ripasso dei principali metaboliti secondari; focus più dettagliato su SESQUITERPENI e COMPOSTI VOLATILI C6 e C9 (derivanti da lipossigenazione degli acidi grassi). Differenze compositive tra buccia, polpa e vinaccioli.
Interazione tra metaboliti secondari ed ambiente: la risposta del metabolismo secondario della pianta intera e della bacca allo stress abiotico (con particolare attenzione alle caratteristiche del suolo) e biotico (effetti dei patogeni, soprattutto flavescenza dorata).
Il ruolo di mediazione dell'acido abscissico sul metabolismo secondario e la qualità dell'uva.
La misura dei metaboliti secondari: cenni alle metodiche 'tradizionali' (spettrofotometria, HPLC-DAD, GC/MS): elementi di valutazione dei vari metodi e paragone tra di essi.
Metodi innovativi per la misura della qualità dell'uva 1). La Stir Bar Sorptive Extraction (SBSE) per la misura della componente volatile dell'uva, vantaggi e svantaggi rispetto alle tecniche analitiche tradizionali (estrazione liquida e SPME).
Metodi innovativi per la misura della qualità dell'uva 2). Metodi spettroscopici basati sull'emissione di fluorescenza della clorofilla; uso di un sensore ottico portatile (Multiplex) per la misura di antociani nelle uve colorate e flavonoli nelle uve a bacca bianca. Esempi di applicazioni in vitigni locali ed internazionali.
L'uso del Multiplex per la mappatura della qualità in vigna (viticoltura di precisione attraverso la georeferenziazione del dato spettroscopico).
L'uso della spettroscopia per la misura di zuccheri ed acidi della bacche.
L'uso della spettroscopia per la realizzazione di mappe di vigoria della vigna.
Possibili future applicazioni del sensore per la misura dei carotenoidi.
La spettroscopia come test diagnostico preventivo per individuare condizioni di stress della pianta (esempio su Plasmopara).
Cenni sulla misura dei metaboliti secondari tramite la valutazione della riflettanza nel vicino infrarosso (NIR).
Applicazioni dello studio dei metaboliti secondari a fini chemiotassonomici (per la classificazione delle varietà di Vitis vinifera).
The berry chemical composition, overview with a focus on sesquiterpenes and C6 and C9 volatiles (deriving from fatty acid lipoxigenation). The berry compositional differences among skins, pulps and seeds.
Interaction between secondary metabolite and environment: abiotic (= soil characteristics) and biotic (Flavescence dorée) stress conditions, vine secondary metabolism and berry quality.
ABA mediated effects on vine and berry secondary metabolism.
Secondary metabolite evaluation: traditional methods (spectrophotometry, HPLC-DAD, GC/MS). Evaluation of the main analytical methods and comparison among them.
Innovative methods for berry quality evaluation 1): the Stir Bar Sorptive Extraction (SBSE) technique to measure grape volatiles: advantages and disadvantages respect to traditional analysis (liquid extraction and SPME).
Innovative methods for berry quality evaluation 2): measurements based on the chlorophyll fluorescence emission method (Multiplex), theory and practice. Anthocyanin measurement in colored berries; flavonol measurement in white berries. Application on local and international varieties.
Using the Multiplex to map quality in the vineyard: precision viticulture through the spectroscopic measurment georeferencing.
Spectroscopy to measure berry sugars and acids.
Spectroscopy to build vigour maps of the vineyard.
Future perspectives: through the measurement of carotenoids (also in leaves) by spectroscopy.
Spectroscopy as a diagnostic tool to identify early disease states or stress conditions.
NIR (Near Infrared Reflectance) measurements: an overview on the berry reflectance spectrum interpretation.
Secondary metabolites as a tool of chemiotaxonomy (for grape variety classification).
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
Keller M., (2010). The science of Grapevines. ISBN-9780123748812, Elsevier Academic Press.
Roubelakis-Angelakis K.A., (2009). Grapevine molecular physiology & biotechnology, 2nd Edition. ISBN-9789048123056, Springer Ed.
Ferrandino A., Lovisolo C., (2014). Abiotic stress effects on grapevine (Vitis vinifera L.): focus on abscissic acid mediated consequences on secondary metabolism and berry quality. Environmental and Experimental Botany, 103: 138-147.
Margaria P., Ferrandino A., Caciagli P., Kedrina O., Schubert A., Palmano S., (2014). Metabolic and transcript analysis of the flavonoid pathway in diseased and recovered Nebbiolo and Barbera grapevines (Vitis vinifera L.) following infection by Flavescence dorée phytoplasma. Plant, Cell and Environment, DOI: 10.1111/pce.12332.
Keller M., (2010). The science of Grapevines. ISBN-9780123748812, Elsevier Academic Press.
Roubelakis-Angelakis K.A., (2009). Grapevine molecular physiology & biotechnology, 2nd Edition. ISBN-9789048123056, Springer Ed.
Ferrandino A., Lovisolo C., (2014). Abiotic stress effects on grapevine (Vitis vinifera L.): focus on abscissic acid mediated consequences on secondary metabolism and berry quality. Environmental and Experimental Botany, 103: 138-147.
Margaria P., Ferrandino A., Caciagli P., Kedrina O., Schubert A., Palmano S., (2014). Metabolic and transcript analysis of the flavonoid pathway in diseased and recovered Nebbiolo and Barbera grapevines (Vitis vinifera L.) following infection by Flavescence dorée phytoplasma. Plant, Cell and Environment, DOI: 10.1111/pce.12332.
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Note
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