Guía docente de Tendencias Actuales en Agrobiotecnología (M48/56/2/15)

En esta Materia se abordan diferentes disciplinas relacionadas con la Biotecnología aplicada a la agricultura actual. Se pretende dar una visión general y actualizada de las posibilidades de aplicación de la Biología Celular y Molecular de Plantas en la agricultura. Se abordará la embriogénesis gamética  y somática como herramienta aplicada a la propagación masiva y mejora de plantas. Se estudia la aplicación de técnicas de la ingeniería genética para el mejoramiento de cultivos, con el objetivo de conseguir beneficios para los agricultores, el consumidor, la industria, la sanidad vegetal y el medioambiente. Entre sus aplicaciones se encuentran la obtención de plantas resistentes a herbicidas, a insectos y enfermedades, así como plantas con una mayor capacidad de adaptación a cambios ambientales u otras condiciones adversas. También se incluye la obtención de alimentos más nutritivos o más saludables, así como plantas productoras de moléculas de uso farmacológico, biopolímeros o destinadas a la producción de lubricantes o biocombustibles. Igualmente, plantas que puedan ser usadas en biorremediación, es decir, en la remoción de químicos tóxicos y de residuos de agroquímicos del suelo.

El alumno sabrá/comprenderá:

RA1. La organización y estructura del ADN vegetal y los principales marcadores moleculares en plantas y sus aplicaciones.

RA2. Los métodos de producción de embriones gaméticos y somáticos, así como sus aplicaciones prácticas en investigación y mejora vegetal.

RA3. La metodología de obtención de fracciones subcelulares y protoplastos vegetales y su interés como sistema experimental en Biotecnología y Fisiología Vegetal.

RA4. Serán capaces de asimilar los fundamentos teóricos y prácticos de las biotransformaciones y síntesis de productos vegetales en biorreactores.

RA5. Las bases conceptuales y metodológicas del cultivo de tejidos y órganos vegetales y sus aplicaciones.

RA6. Las técnicas de transformación genética en plantas y su aplicación a la mejora y productividad de los vegetales.

RA7. Los problemas e impacto de la Biotecnología Agraria en el ambiente, la industria y la sociedad, y los sistemas para la bioseguridad  y control de plantas transgénicas.

El alumno será capaz de:

RA8. Utilizar correctamente la terminología empleada en Biotecnología Agraria y de analizar y comparar de forma crítica artículos experimentales sobre la materia.

RA9. Buscar y obtener información en las principales bases de datos y bibliográficas sobre aspectos prácticos de la Biotecnología Agraria

1. Introducción. Tendencias y perspectivas actuales en agrobiotecnología.
2. Cultivo de tejidos vegetales. Organización del laboratorio y técnicas básicas de cultivo de tejidos. Variación somaclonal. Aplicaciones en mejora vegetal.
3. La micropropagación a gran escala. Cultivo de Meristemos. Organogénesis. Problemas de producción. Nuevas tendencias. Protoplastos.. Hibridación somática. Conservación de recursos genéticos.
4. Desarrollo y nuevas perspectivas de la inducción de la embriogénesis in vitro. Embriogénesis gamética. Cultivo de polen y anteras y sus aplicaciones. Embriogénesis somática y preservación del germoplasma vegetal: producción de semillas artificiales. Rescate de embriones.
5. Mejora genética vegetal asistida por marcadores moleculares. Plataformas de genotipado y fenotipado. Identificación de genes responsables y/o marcadores: GWAS y BSA seq. Androesterilidad y apomixis en la producción de semillas híbridas.
6. Plantas modificadas genéticamente. Diseño de construcciones de genes quiméricos. Transferencia genética: Métodos indirectos basados en vectores (Agrobacterium y virus). Métodos de transformación directa. Transformación de cloroplastos y mitocondrias. CRISPR Cas en plantas.
7. Las plantas como factorías químicas. Producción de metabolitos secundarios. Biotransformaciones y síntesis multienzimáticas. Ingeniería genética para la producción de metabolitos secundarios. Biología sintética en plantas
8. Las plantas como biofactorías. Producción de fármacos biológicos: enzimas, planticuerpos y vacunas. Producción de enzimas con interés industrial. Producción de polímeros, bioplásticos y plásticos biodegradables.
9. Aplicaciones de la biotecnología vegetal en agricultura y medioambiente. Plantas resistentes a bióticos y abióticos. Mejora de la cantidad y calidad de los alimentos.  Modificaciones genéticas en la industria papelera y producción de biofuel. Fitorremediación
10. Implicaciones sociales y medioambientales de la agrobiotecnología Vegetal. Situación actual de los cultivos transgénicos y editados mediante CRISPR-Cas. Mecanismos para contención de flujo génico. Seguridad alimentaria de los productos transgénicos. Implicaciones ecológicas.

PRÁCTICAS DE LABORATORIO:

• Práctica 1. Preparación de medios para cultivo in vitro
• Práctica 2. Iniciación de callo de zanahoria y patata
• Práctica 2. Organogénesis directa en hojas de petunia.
• Práctica 3. Transformación con Agrobacterium rhizogenes
• Práctica 4. Organogénesis indirecta a partir de callos de zanahoria y patata
• Práctica 5. Estudio de la expresión de genes involucrados en la ruta de síntesis de las poliaminas en Medicago truncatula

BIBLIOGRAFÍA FUNDAMENTAL:

• ANGSTROM, J. 2018. Plant Biotechnology. Larsen & Keller Education Pub., USA., 234 p.
• BAHADUR, B., RAJAM, M.V., SAHIJRAM, L., KRISHNAMURTHY, K.V. (eds.). 2015. Plant Biology and Biotechnology, 2 vols., Springer, New York.
• BHOJWANI, S.S. ; DANTU, P.K. 2013. Plant Tissue Culture: An Introductory Text, Springer India, 318 p.
• CHAWLA, H.S. 2009. Introduction to Plant Biotechnology. 3rd ed., Science Publishers, Enfield.
• CHRISPEELS, M.J., GEPTS, P.L. Plants, genes agriculture sustainability through biotechnology. Oxford University Press, Oxford.
• CHRISTOU P., KLEE H. (eds.). 2004. Handbook of Plant Biotechnology. 2 vols. John Wiley & Sons, Chischester, England.
• DUTTA GUPTA, S.; IBARAKI, YASUOMI (Eds.). 2007. Plant tissue culture engineering, Springer Verlag, Berlin-New York.
• ECHENIKE, V.; RUBISTEIN, C.; MROGINSKI, L. (eds.). 2004. Biotecnología y Mejoramiento Vegetal. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria, BUENOS Aires, Argentina.
• GARCIA DEL MORAL GARRIDO, L.F. 2021. Biotecnología Vegetal. Fundamentos y aplicaciones. Editorial Universidad de Granada, 400 p.
• GELVIN, S.B., SCILPEROORT, R. (EDS). 2000. Plant Molecular Biology Manual. 2nd ed., Kluwer Academic Pub., Dordrecht, The Hague
• KARL-HERMANN, N, ASHWANI, K., JAFARGHOLI, I. 2009. Plant Cell and Tissue Culture - A Tool in Biotechnology: Basics and Application, Springer, Berlin.
• KEMPKEN, F., JUNG, C. 2010. Genetic modification of plants: agriculture, horticulture and forestry, Springer, Berlin.
• KIRAKOSYAN, A, KAUFMAN, P. B. 2009. Recent Advances in Plant Biotechnology, Springer, New York.
• RICROCH, A., CHOPRA, S., FLEISCHER, S.J. (eds.), 2014. Plant Biotechnology, Springer, New York
• RANABHATT, H., KAPOR, R. 2018. Plant Biotechnology ,WPI Publishing, India, 526 p
• VENKATARAMAN, S., HEFFERON, K. 2023. Agricultural Biotechnology. Genetic Engineering for a food cause. Academic Press, Elsevier, London.

Sociedad española de biotecnología, www.sebiot.org

Sociedad Española de Cultivo in vitro de Tejidos Vegetales, http://secivtv.org/

Sociedad Española de Biología de plantas, https://www.sebp.es/

AgBiotechNet, https://www.cabi.org/agbiotechnet

• MD01 Lección magistral/expositiva 
• MD02 Sesiones de discusión y debate 
• MD03 Resolución de problemas y estudio de casos prácticos y Prácticas de laboratorio 
• MD04 Seminarios 
• MD05 Análisis de fuentes y documentos 
• MD06 Realización de trabajos individuales o en grupo 

El artículo 17 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que la convocatoria ordinaria estará basada preferentemente en la evaluación continua del estudiante, excepto para quienes se les haya reconocido el derecho a la evaluación única final.

• Pruebas, ejercicios y problemas, resueltos en clase o individualmente a lo largo del curso: 70.0, (EXAMEN DE TEORÍA)
• Valoración final de informes, trabajos, proyectos, etc. (individual o en grupo): 20.0 
• Presentaciones orales 5.0
• Aportaciones del alumno en sesiones de discusión y actitud del alumno en las diferentes actividades desarrolladas 5.0 

Será imprescindible que la calificación del examen de teoría sea superior a 4 (sobre 10) para poder aprobar la asignatura.

El artículo 19 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que los estudiantes que no hayan superado la asignatura en la convocatoria ordinaria dispondrán de una convocatoria extraordinaria. A ella podrán concurrir todos los estudiantes, con independencia de haber seguido o no un proceso de evaluación continua. De esta forma, el estudiante que no haya realizado la evaluación continua tendrá la posibilidad de obtener el 100% de la calificación mediante la realización de una prueba y/o trabajo.

• Examen teoría (80%).
• Examen prácticas (20%)

El artículo 8 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que podrán acogerse a la evaluación única final, el estudiante que no pueda cumplir con el método de evaluación continua por causas justificadas.
Para acogerse a la evaluación única final, el estudiante, en las dos primeras semanas de impartición de la asignatura o en las dos semanas siguientes a su matriculación si ésta se ha producido con posterioridad al inicio de las clases o por causa sobrevenidas. Lo solicitará, a través del procedimiento electrónico, a la Coordinación del Máster, quien dará traslado al profesorado correspondiente, alegando y acreditando las razones que le asisten para no poder seguir el sistema de evaluación continua.

• Examen teoría (80%).
• Examen prácticas (20%)

Información de interés para estudiantado con discapacidad y/o Necesidades Específicas de Apoyo Educativo (NEAE): Gestión de servicios y apoyos (https://ve.ugr.es/servicios/atencion-social/estudiantes-con-discapacidad).