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Microbial biotechnology in oenology

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Microbial biotechnology in oenology

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Anno accademico 2020/2021

Codice dell'attività didattica
SAF0043
Docente
Dott. Ileana Vigentini (Affidamento interno)
Corso di studi
[290511-FOND] SCIENZE VITICOLE ED ENOLOGICHE - curr. Fondamentale
[290511-INTER] SCIENZE VITICOLE ED ENOLOGICHE - curr. International
Anno
2° anno
Periodo didattico
Secondo semestre
Tipologia
B - Caratterizzante
Crediti/Valenza
5
SSD dell'attività didattica
AGR/16 - microbiologia agraria
Modalità di erogazione
Convenzionale
Lingua di insegnamento
Inglese
Modalità di frequenza
Facoltativa
Tipologia d'esame
Orale
Prerequisiti
Nessuno / None
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

La finalità del corso è fare acquisire conoscenze sull’identità, sugli aspetti genetici e sul ruolo dei microrganismi che possono intervenire nella filiera vinicola. Oggetto di studio sono i lieviti e i batteri di principale interesse per il processo di vinificazione.  Saranno forniti allo studente strumenti conoscitivi per isolare, identificare e caratterizzare i microrganismi per il monitoraggio del processo di vinificazione e per il riconoscimento e la prevenzione delle alterazioni microbiche del vino. Inoltre, verranno trattate le nozioni di base sulle biotecnologie microbiche e l’uso di microrganismi geneticamente modificati in enologia.

Aim of the course is to give basic knowledge for understanding the identity, the genetic traits and the role of wine microorganisms with particular attention to lactic acid bacteria and yeasts, as well as the microorganisms that can modify the final product. In addition, the course will release information onmicrobial biotechnologyand the useof genetically modified microorganismsin winemaking.

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Risultati dell'apprendimento attesi

 Lo studente, alla fine del corso, acquisirà delle conoscenze di base e avanzate nell'ambito della genetica dei microrganismi enologici e della biologia molecolare. In generale, i risultati dell'apprendimento attesi riguarderanno: i)  identificazione e tipizzazione delle specie microbiche associate all’ambiente enologico; ii) tecnologia del DNA ricombinante. Lo studente sarà in grado di elaborare consulenze/soluzioni relativamente all’applicazione di tecniche di identificazione e caratterizzazione molecolare dei microrganismi. Acquisirà autonomia di giudizio partecipando personalmente ad esercitazioni pratiche incentrate su punti chiave della trasformazione enologica (inoculo/ceppi starters, monitoraggio della fermentazione/identificazione e caratterizzazione dei ceppi dominanti, deterioramento del prodotto/identificazione di microrganismi contaminanti).

 At the endof the course, the studentwill acquirebasic and advancedknowledgeregarding geneticsand molecular biology of wine microorganisms. In general,
theexpected learning outcomeswill include:i)identification and typingofmicrobial species associated withwineenvironment; ii) recombinant DNA technology; iii) GMM in oenology. The student will beable to provideadvice/solutions for the implementation of molecular techniques useful for the identification andtypingof microorganisms. The student will improve her/hisjudgment thanks to the participation to practical lessonsfocusing onkey pointsin wine transformation(inoculum/starter strains,monitoringof fermentation/identification and characterization of thedominant
strains, wine spoilage/identificationof spoilage microorganisms).

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Modalità di insegnamento

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Journal Club: preparazione di una presentazione orale e scritta sulla base di una pubblicazione scientifica avanzata e internazionale. Domande orali sui temi della pubblicazione e su quelli trattati durante il corso.

 Journal Club: oral presentation on the availableinternational scientific literature.

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Attività di supporto

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Programma

  Lezioni teoriche

 Sistematica di lieviti e batteri lattici basata su criteri molecolari, Filogenesi dei microrganismi di interesse enologico, Il genoma di S. cerevisiae, Il genoma di O. oeni, Dinamica dei genomi di lieviti e batteri, Lieviti non-Saccharomyces in enologia, Analisi genetica di microrganismi di interesse enologico, Tecniche di estrazione di acidi nucleici da matrici enologiche, Sequenziamento del DNA (Sanger, Pirosequenziamento, NGS), Strumenti molecolari d’identificazione della specie, Strumenti molecolari di tipizzazione, La metagenomica, Le biotecnologie microbiche, La tecnologia del DNA ricombinante, Applicazioni biotecnologiche in enologia, Il sistema CRISPR/Cas9.

Esercitazioni

 Isolamento di lieviti da mosto, Estrazione e purificazione del DNA degli isolati, Amplificazione PCR delle regioni ITS e separazione elettroforetica dei prodotti di PCR, Tipizzazione attraverso amplificazione PCR delle regioni Interdelta di S. cerevisiae e digestione enzimatica del DNA mitocondriale di lievito, Separazione su gel di agarosio dei prodotti di amplificazione e digestione, Delezione del gene CAN1 in S. cerevisiae attraverso il sistema CRISPR/cas9: trasformazione di lievito e selezione dei mutanti su canavanina attraverso replica plating.

 

 Lessons

Yeast and Lactic Acid Bacteria (LABs) Systematics, Phylogenesis of the microorganisms with oenological interest, Genetics of S. cerevisiae, Genetics of O. oeni, Dynamic of Yeast and LABs Populations during must/wine fermentation, Non-Saccharomyces wine yeasts, Biomolecular Analysis of the microorganisms with oenological interest: Nucleic acids extraction from oenological substrates, DNA sequencing (Sanger, Pyrosequencing and NGS approaches), Molecular tools for the yeasts and LABs identification, Molecular tools for the typing of yeasts and LABs, Metagenomic analysis, Microbial Biotechnology, Recombinant DNA technology, Wine Biotechnology, The CRISPR/Cas9 system

Laboratory classes

Yeast isolation from musts, Extraction and purification of DNA, PCR of the ribosomal regions ITS and electrophoretic separation of the PCR products on agarose gel, Typing of the S. cerevisiae species, Deletion of the CAN1 gene in S. cerevisiae by the CRISPR/Cas9 approach: S. cerevisiae transformation and selection of recombinant strains on canavanine by replica plating.

Testi consigliati e bibliografia

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 Materiale del docente distribuito durante le lezioni

Vincenzini M., Romano P., Farris G.A. Microbiologia del Vino. Casa editrice Ambrosiana.

Helmut K., Gottfried U., Jürgen F. Biology of Microorganisms on Grape, in Must and in Wine. Springer

 



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Note

 Sede di Milano

Le modalità di svolgimento dell'attività didattica potranno subire variazioni in base alle limitazioni imposte dalla crisi sanitaria in corso. In ogni caso è assicurata la modalità a distanza per tutto l'anno accademico.

The methods of carrying out the teaching activity may vary according to the limitations imposed by the current health crisis. In any case, the remote mode is ensured througouth the academic year.

 

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Ultimo aggiornamento: 14/12/2020 12:03
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