Study programme

Molekularne tehnike u fitopatologiji (169423)

ECTS 3.00
English language R1
E-learning R3
Teaching hours 30
Lectures 13
Laboratory exercises 12
Seminar 5
Lecturer
Prof. Edyta Đermić, PhD
Associate teacher for exercises
Assoc. Prof. Darko Vončina, PhD
Martin Jagunić, mag. ing. agr.
Associate teacher for seminars
Prof. Edyta Đermić, PhD
Grading
Sufficient (2) 60-70%
Good (3) 71-80%
Very good (4) 81-90%
Excellent (5) 91-100%
Conditions for obtaining signature
Redovito pohađanje i sudjelovanje na predavanjima i vježbama je obavezno prema Statutu Fakulteta (80 % obavezno pohađanje predavanja i 85 % vježbi) te prezentacija seminara.
Pisani ispit.

Course coordinator

Prof. Edyta Đermić, PhD
Prof. Edyta Đermić, PhD

Course description

Modul obrađuje osnovne molekularne tehnike kojima se u fitopatologiji vrši identifikacija i analizira srodnost tj. raznolikost među biljnim patogenima (izolacija i elektroforetska analiza bioloških makromolekula, hibridizacija nukleinskih kiselina (dot blot), različite PCR-tehnike i sl.) ali i napredne serološke metode (IF). Studenti će biti upoznati s opremom u molekularnom laboratoriju te će sudjelovati u njenom korištenju. U sklopu ovog modula studenti će steći znanja o svim aparatima i kemikalijama potrebnim za navedene molekularne analize kao i o neophodnim mjerama opreza u radu u laboratorijima ovog tipa. Na primjeru izabranog bakterijskog patogena pokazat će se studentima molekularno dokazivanje bakterije primjenom PCR tehnike te će se studente upoznati s molekularnom dijagnostikom u fitomikologiji. Identifikacija izabranog virusa realizirat će se metodom izolacije dvolančane RNK i njenom elektroforetskom analizom u agaroznom gelu primjenom «submarine» elektroforeze.

Type of course

  • Diplomski studij / Fitomedicina (elective course, 2 semester, 1 year)

General competences

Stječu se znanja o molekularnim tehnikama neophodnima u dokazivanju pojedinih važnih skupina biljnih patogena i analiziranju njihove međusobne srodnosti. Stjecanje znanja o funkcioniranju fitopatološkog laboratorija i vještina potrebnih za organiziranje rada u fitopatološko molekularnom laboratoriju. Stjecanje kompetencije za rad u molekularnom fitopatološkom laboratoriju, uključujući rad sukladno protokolima i reagensima, priborom ali i opremom.

Types of instruction

  • Laboratorijske vježbe
    Kroz praktični dio modula studenti će se upoznati s dijagnostičkim protokolima za određivanje različitih vrsta fitopatogenih bakterija kao i metode analize srodnosti izolata. Bit će obrađene metode uzorkovanja zaraženih biljaka, metode izolacije fitopatogenih bakterija iz zaraženog biljnog tkiva, kultivacija bakterijskih izolata na hranjivim medijima, izolacija i održavanje čistih kultura, različite klasične laboratorijske tehnike koje se provode s ciljem identifikacije bakterija i fitoplazmi kao i suvremene serološke tehnike (ELISA-test) te tehnike koje se bave genomom (PCR).
  • Predavanja
    Modul sadrži cjeline u kojima se detaljno obrađuju bakterioze i fitoplazmoze pojedinih poljoprivrednih kultura: voćaka, vinove loze, povrtnih kultura, ratarskih i industrijskih kultura. U pojedinoj tematskoj cjelini će se detaljno obrađivati odabrane bakterioze i fitoplazmoze pojedinih poljoprivrednih kultura i to tako da će se studenti moći upoznati sa simptomima koje uzrokuju pojedine bakterije odn. fitoplazme, njihov životni ciklus i načini prenošenja i održavanja u prirodi te prijenos putem različitih vektora, ekonomski značaj te mjere prevencije i eradikacije kojima se mogu umanjiti štetne posljedice koje uzrokuju. Pri upisu modula svaki student će navesti svoj specijalistički interes za određeno područje u fitobakteriologiji te će mu, na temelju interesa, biti omogućeno dodatno fokusirano specijaliziranje izabranog dijela fitobakteriologije.
  • Seminari
    Praktični rad studenta uključivat će i izradu eseja koji će zahtijevati korištenje najnovijih znanstvenih spoznaja raspoloživih iz različitih znanstvenih izvora (tiskana literatura, baze podataka, internet), a koji će student braniti pri polaganju ispita.

Learning outcomes

Learning outcome Evaluation methods
nabrojati glavne skupine molekularnih dijagnostičkih tehnika Unutar pisanog ispita.
moći će sistematizirati slijed tehnika pri dijagnosticiranju biljnog patogena Unutar pisanog ispita.
iskazati prednosti i nedostatke molekularnih dijagnostičkih tehnika Unutar pisanog ispita.
iskazati prednosti i nedostatke konvencionalnih dijagnostičkih tehnika Unutar pisanog ispita.
iskazati prednosti i nedostatke primjene serološke tehnike IF Unutar pisanog ispita.
objasniti proceduru, konstituente i posljedice reakcije PCR u primjeni kod različitih skupina patogena Unutar pisanog ispita.
nabrojati tipove analiza koje se koriste u proučavanju molekularne srodnosti patogena Unutar pisanog ispita.
odabrati adekvatnu tehniku za molekularno dokazivanje bakterija Unutar pisanog ispita.
preporučiti adekvatnu tehniku za molekularno dokazivanje većine biljnih virusa Unutar pisanog ispita.
argumentirati opravdanost primjene molekularnih tehnika u dijagnostici biljnih patogena Unutar pisanog ispita.

Working methods

Teachers' obligations

Nastavnici su obavezni primjenom prikladnih nastavnih metoda u okviru teoretske i praktiĉne nastave omogućiti studentima stjecanje znanja i kompetencija zacrtanih planom modula. Studente će upoznati sa specifiĉnostima molekularnih tehnika u fitopatologiji. Tijekom redovitog održavanja nastave u okviru ovog jednosemestralnog izbornog modula, kompetentni nastavnici - sudionici obrazovnog procesa trebaju razvijati studentske kompetencije. Nastavnici ujedno prate i usmjeravaju rad studenata s pripadajućom znanstvenom i struĉnom literaturom te razvijaju interes studenata za njenim korištenjem kao i za timskim radom unutar razliĉitih oblika nastave zacrtanim planom modula, a posebno u okviru seminarskog rada.

Students' obligations

Od studenata se unutar ovog modula oĉekuje redovito i angažirano pohađanje i sudjelovanje u svim oblicima nastave, te savladavanje nastavnih ciljeva. Studenti su obavezni u okviru skupina od po 2-3 studenta izraditi seminarski rad pri ĉemu će detaljno obraditi pojedinu molekularnu tehniku (sukladno njihovom prijedlogu i uz konzultacije s predmetnim nastavnikom) ĉime će se obogatiti njihovo znanje o biljnim bolestima i potaknuti kreativnost i kritiĉko mišljenje.

Methods of grading

Evaluation elements Maximum points or Share in evaluation Grade rating scale Grade Direct teaching hours Total number of average student workload ECTS
Pohađanje nastave (P13+V(L)12) 25 25
Seminarski rad (S5; priprema+prezentacija) 5 15 0,6
Pisani ispit 100 % 0-59 %
60-70 %
71-80 %
81-90 %
91-100%
Insufficient (1)
Sufficient (2)
Good (3)
Very good (4)
Excellent (5)
50 2,4
Ukupno 100 % 0-100 % 1-5 30 90 3

Weekly class schedule

  1. Laboratorijska oprema u molekularnoj biologiji – P: Upoznavanje sa sadržajem modula. Uvodno upoznavanje laboratorijske opreme i pribora uz instrukcije o uporabi (laminar za sterilni rad, inkubatori, centrifuge, precizne vage, termostati, pH-metri). Osnovne molekularne tehnike u biljnoj patologiji – P: Osnovne činjenice o serološkim dijagnostičkim protokolima (imunodifuzije, DASI-ELISA, imunofluorescencija).
  2. Laboratorijska oprema u molekularnoj biologiji – P: Detaljno upoznavanje s opremom za provođenje lančane reakcije polimerazom - PCR (Thermocycler, elektroforeze, transiluminator, oprema za fotografiranje gelova.
  3. Osnovne molekularne tehnike u biljnoj patologiji – P: Različite PCR-tehnike.
  4. Osnovne molekularne tehnike u biljnoj patologiji – P: Primjena elektoroforetskih tehnika kod analiziranja različitih bioloških makromolekula.
  5. Laboratorijska oprema u molekularnoj biologiji – P: Priprema pribora i reagensa koji za molekularne analize (vaganje, izračunavanje potrebnih koncentracija, razrjeđenja, suspendiranje primera). Seminar – S: Odabir tema za seminarske radove
  6. Osnovne molekularne tehnike u biljnoj patologiji – P: Molekularne hibridizacije - izvedbe s različitim tipovima molekula. Prednosti molekularnih metoda – P: Uvod - opće zajedničke karakteristike molekularnih metoda korištenih u fitopatologiji.
  7. Prednosti molekularnih metoda – P: Prednosti molekularnih dijagnostičkih tehnika pred klasičnim dijagnostičkim tehnikama. Seminar – S: Rasprava o odabranim temama, raspoloživoj literaturi te ostvarenom progresu u izradi seminarskih radova. Izlaganje seminarskih radova-studenti koji su završili seminarske radove, a koje je pregledao i korigirao nastavnik.
  8. Metode izolacije DNK i RNK – L: Praktična primjena različitih fizikalnih i kemijskih agensa u protokolima kojima se izoliraju nukleinske kiseline.
  9. Prednosti molekularnih metoda – P: Analiza prednosti molekularnih dijagnostičkih tehnika pred klasičnim dijagnostičkim tehnikama u smislu analize realnih poteškoća koje se javljaju pri provedbi protokola u molekularnom laboratoriju.
  10. Prednosti molekularnih metoda – P: Analiza prednosti molekularnih dijagnostičkih tehnika pred klasičnim dijagnostičkim tehnikama u smislu njihove brzine, preciznosti, mogućnosti analiziranja većeg broja uzoraka, primjerenost za analiziranje diverziteta u populaciji patogena, te prikupljanja kao i pohrane/analize velikog skupa dobivenih rezultata (podataka). PCR tehnike – L: Priprema za provedbu procedure lančane reakcije polimerazom (PCR).
  11. PCR tehnike – L: Provedba dijagnostičkog protokola lančane reakcije polimerazom (PCR) kod izabranog biljnog patogena (virusi).
  12. Elektroforetske metode – L: «Submarine» horizontalna elektroforeza u agaroznom gelu.
  13. Primjena metoda kod najvažnijih patogena – L: Provedba dijagnostičkog protokola lančane reakcije polimerazom (PCR) kod izabranog biljnog patogena (bakterije). Molekularno dokazivanje bakterije Erwinia amylovora (uzročnika bakterijske paleži jabuke i kruške) primjenom PCR-tehnike - umnožavanje fragmenata kromosomske i plazmidne DNA. Seminar – S: Rasprava o odabranim temama seminara, raspoloživoj literaturi te eventualnim problemima pri izradi seminarskih radova. Izlaganje seminarskih radova-studenti koji su završili seminarske radove, a koje je pregledao i korigirao nastavnik.
  14. Primjena metoda kod najvažnijih patogena – L: Elektroforetska analiza nukleinskih kiselina (odabrani biljni patogen: virus ili bakterija)
  15. Seminar – S: Izlaganje seminarskih radova koje je prethodno pregledao i korigirao nastavnik.

Obligatory literature

  1. Predavanja u formi multimedijalnih prezentacija (dostupno polaznicima posredstvom platforme Merlin)
  2. Ambriović Ristov, A., Brozović, A., Bruvo Mađarić, B., Ćetković, H., Herak Bosnar, M., Hranilović, D., Katušić Hećimović, S., Meštrović Radan, N., Mihaljević, S. Slade, N., Vujaklija, D. (ur.), Metode u molekularnoj biologiji (odabrana poglavlja). Zagreb: Institut Ruđer Bošković. 2007.
  3. Juretić, N. (2002). Osnove biljne virologije (odabrana poglavlja). Zagreb: Školska knjiga.
  4. Ausubel, F., Brent, R., Kingston, R.E., Moore, D.D., Seidman, J.G., Smith, J.A., Struhl, K. eds.(2002). Short Protocols in Molecular Biology (odabrana poglavlja). -5th ed., John Wiley & Sons, Inc.
  5. Đermić, Edyta (2007). Fitopatogene bakterije i bakterioze: interna skripta (odabrana poglavlja). Zagreb: vlast. nakl.
  6. Đermić, Edyta (2011). Molekularne tehnike u fitopatologiji: interna skripta. Zagreb: vlast. nakl.
  7. Đermić, Edyta, Vončina, D, (2011). Vježbe iz molekularnih tenika u fitopatologiji: interna e-skripta

Recommended literature

  1. Agrios, G.N., (2005). Plant Pathology . -5th ed., Elsevier Academic Press..
  2. Janse, J. D. (2005). Phytobacteriology. Walingford: CABI Publishing.
  3. Khan, A.J., Dijkstra, J. (2006). Handbook of Plant Virology. New York, London, Oxford: Food Products Press.
  4. Klement, Z., Rudolph, L., Sands, D.C., (1990). Methods in Phytobacteriology Budapest: Akademia Kiado , Nyomda Valalat.
  5. Schots, A., Dewey, F.M.,Dewey. Oliver,R. (1994). Modern assays for plant pathogenic fungi: indetification, detection, and quantification. Walingford: CAB INTERNATIONAL.

Similar course at related universities

  • Applied Molecular Microbiology, University of Wageningen, Netherlands.
  • Phytopathological diagnosis and biotechnology, University of Bari, Italy
  • Toolbox molecular biology, University of Wageningen, Netherlands.