Molekularne tehnike u fitopatologiji (169423)
Nositelj predmeta
Opis predmeta
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.
Vrsta predmeta
- Diplomski studij / Fitomedicina (Izborni predmet, 2. semestar, 1. godina)
ECTS: 3.00
Engleski jezik: R1
E-učenje: R3
Sati nastave: 30
Predavanja: 13
Laboratorijske vježbe: 12
Seminar: 5
Izvođač predavanja
Izvođač vježbi
- prof. dr. sc. Darko Vončina
- Katarina Martinko, mag. ing. agr.
- Martin Jagunić, mag. ing. agr.
Izvođač seminara
Ocjenjivanje
Dovoljan (2): 60-70%
Dobar (3): 71-80%
Vrlo dobar (4): 81-90%
Izvrstan (5): 91-100%
Uvjeti za dobivanje potpisa
Redovito pohađanje i sudjelovanje na predavanjima i vježbama je obavezno prema Statutu Fakulteta (80 % obavezno pohađanje predavanja i 85 % vježbi) te prezentacija seminara.
Opis
Pisani ispit.
Opće kompetencije
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.
Oblici nastave
- 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. - 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). - 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.
Ishodi učenja i način provjere
Ishod učenja | Način provjere |
---|---|
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. |
Način rada
Obveze nastavnika
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.
Obveze studenta
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.
Polaganje ispita
Elementi praćenja | Maksimalno bodova ili udio u ocjeni | Bodovna skala ocjena | Ocjena | Broj sati izravne nastave | Ukupni broj sati rada prosječnog studenta | ECTS bodovi |
---|---|---|---|---|---|---|
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% |
Nedovoljan (1) Dovoljan (2) Dobar (3) Vrlo dobar (4) Izvrstan (5) |
50 | 2,4 | |
Ukupno | 100 % | 0-100 % | 1-5 | 30 | 90 | 3 |
Tjedni plan nastave
- 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).
- Laboratorijska oprema u molekularnoj biologiji – P: Detaljno upoznavanje s opremom za provođenje lančane reakcije polimerazom - PCR (Thermocycler, elektroforeze, transiluminator, oprema za fotografiranje gelova.
- Osnovne molekularne tehnike u biljnoj patologiji – P: Različite PCR-tehnike.
- Osnovne molekularne tehnike u biljnoj patologiji – P: Primjena elektoroforetskih tehnika kod analiziranja različitih bioloških makromolekula.
- 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
- 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.
- 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.
- Metode izolacije DNK i RNK – L: Praktična primjena različitih fizikalnih i kemijskih agensa u protokolima kojima se izoliraju nukleinske kiseline.
- 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.
- 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).
- PCR tehnike – L: Provedba dijagnostičkog protokola lančane reakcije polimerazom (PCR) kod izabranog biljnog patogena (virusi).
- Elektroforetske metode – L: «Submarine» horizontalna elektroforeza u agaroznom gelu.
- 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.
- Primjena metoda kod najvažnijih patogena – L: Elektroforetska analiza nukleinskih kiselina (odabrani biljni patogen: virus ili bakterija)
- Seminar – S: Izlaganje seminarskih radova koje je prethodno pregledao i korigirao nastavnik.
Obvezna literatura
- Predavanja u formi multimedijalnih prezentacija (dostupno polaznicima posredstvom platforme Merlin)
- 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.
- Juretić, N. (2002). Osnove biljne virologije (odabrana poglavlja). Zagreb: Školska knjiga.
- 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.
- Đermić, Edyta (2007). Fitopatogene bakterije i bakterioze: interna skripta (odabrana poglavlja). Zagreb: vlast. nakl.
- Đermić, Edyta (2011). Molekularne tehnike u fitopatologiji: interna skripta. Zagreb: vlast. nakl.
- Đermić, Edyta, Vončina, D, (2011). Vježbe iz molekularnih tenika u fitopatologiji: interna e-skripta
Preporučena literatura
- Agrios, G.N., (2005). Plant Pathology . -5th ed., Elsevier Academic Press..
- Janse, J. D. (2005). Phytobacteriology. Walingford: CABI Publishing.
- Khan, A.J., Dijkstra, J. (2006). Handbook of Plant Virology. New York, London, Oxford: Food Products Press.
- Klement, Z., Rudolph, L., Sands, D.C., (1990). Methods in Phytobacteriology Budapest: Akademia Kiado , Nyomda Valalat.
- Schots, A., Dewey, F.M.,Dewey. Oliver,R. (1994). Modern assays for plant pathogenic fungi: indetification, detection, and quantification. Walingford: CAB INTERNATIONAL.
Sličan predmet na srodnim sveučilištima
- Applied Molecular Microbiology, University of Wageningen, Netherlands.
- Phytopathological diagnosis and biotechnology, University of Bari, Italy
- Toolbox molecular biology, University of Wageningen, Netherlands.