DOTTORATO DI RICERCA IN SCIENZE BOTANICHE

 

Obiettivi formativi

Il Dottorato in Scienze Botaniche si propone di fornire conoscenze sperimentali in molteplici settori della Botanica, coprendo un ampio ventaglio di ricerche che vanno, ad esempio, dall´innovazione biotecnologica alla salute umana ed alla ricostruzione del paesaggio dopo gli incendi. L´offerta formativa include ricerche in biologia cellulare ed istologia vegetale, patologia vegetale, fisiologia e biochimica vegetale, biologia molecolare, geobotanica, biologia della riproduzione, paleobotanica, botanica farmaceutica, sistematica e botanica applicata, con applicazioni biotecnologiche per l´industria. Molte delle ricerche proposte sono infatti finalizzate ad applicazioni in agricoltura, orticoltura, farmacia, fitorimedio, uso ornamentale ed industriale di piante e precoce monitoraggio di alterazioni nella qualità dei prodotti vegetali ad uso alimentare in relazione a stress biotici (causati ad esempio da virus o funghi) ed abiotici (ad esempio indotti dal freddo). L´apprendimento da parte dei dottorandi ha anche per oggetto i processi di sviluppo e la loro manipolazione attraverso tecniche di coltura in vitro e biologia molecolare, come anche di biochimica, chimica, microscopia elettronica ed ottica a fluorescenza. Le ricerche eseguite in questi settori hanno lo scopo di preservare la biodiversità vegetale, migliorare l´adattamento delle piante ai cambiamenti dell´ambiente, e garantire la salute della pianta, ad esempi controllando il movimento virale negli organi. Un altro scopo del Dottorato è quello di fornire esperienza nell´uso di nuove sonde fluorescenti per l´analisi d´immagine, e per combinare la microscopia a fluorescenza con quella elettronica a trasmissione. Gli obiettivi formativi del Dottorato prevedono anche la sperimentazione di sistemi innovativi per la caratterizzazione funzionale di prodotti naturali, come gli antiossidanti, in specie di valore agronomico, nonchè di molecole bio-attive, come composti per la cura del cancro, e per l´identificazione di strategie per l´incremento di produzione (anche biocombustibili). Questi ultimi studi sono finalizzati a migliorare l´uso e la diffusione di ecotipi e cultivar di valore, ed a determinare quantitativamente i composti bio-attivi in relazione alle specifiche genomiche della pianta, alle condizioni di crescita ed all´habitat. Un importante obiettivo del Dottorato riguarda il riconoscimento precoce di micro-organismi capaci di danneggiare i tessuti vegetali, usando nuovi tipi di sensori, come sistemi fluorescenti, spettroscopia e Real Time PCR. .

Il Dottorato dispone di un corpo docente costituito da specialisti in biologia molecolare delle piante, fisiologia ed ecofisiologia vegetale, biologia cellulare ed istologia, patologia vegetale, ecologia, botanica applicata, sistematica dei vegetali, geobotanica, paleobotanica, botanica farmaceutica, biotecnologie vegetali, nonchè di laboratori all´avanguardia nei rispettivi settori. I docenti del Dottorato, in collaborazione con esperti internazionali, sono anche coinvolti nell´organizzazione di scuole avanzate su specifici temi, come proteomica, metabolomica, microscopia ottica a fluorescenza e confocale, microscopia elettronica a scansione. L´attività dei docenti afferenti al Dottorato è integrata da quella di numerosi esperti di Istituzioni nazionali ed internazionali, che contribuiscono con seminari, sperimentazioni, stage di laboratorio, tesi in cooperazione/co-tutela.

La finalità ultima del Dottorato è quella di preparare ricercatori qualificati che possano trovare adeguata occupazione presso Istituzioni Scientifiche e Tecnologiche di vario tipo, in quanto capaci di lavorare in autonomia e di saper gestire ricerche implicanti metodiche d´avanguardia.

 

Scientific aims

The Postgraduated Research Degree in Botanical Sciences is aimed to provide experimental knowledge in specialized fields of Botany, covering a wide range of researches, from plant biotechnology innovation for environment and human health, to landscape recovery after fire. In fact, research fields include plant cell biology and histology, plant pathology, plant physiology and biochemistry, plant molecular biology, geobotany, reproductive biology, paleobotany, pharmaceutical botany, plant taxonomy and evolution, and applied plant science, and involves applications of plant biotechnology and general biology across all industrial sectors. In particular, scholarship includes applications in agriculture, horticulture, pharmaceuticals, phytoremediation, non-food use of plants and industrial crops, and early detection of food quality alterations in relation with biotic (viruses and fungi) and abiotic stresses (e.g., cold and water stress). Learning is also focussed on developmental processes and their manipulation through in vitro culture and molecular biology, the same as through biochemistry, chemistry, electron microscopy, and epifluorescence microscopy. All the researches carried out in these fields are aimed to preserve plant biodiversity, to improve plant adaptation to environmental changes, and to sustain plant health (e.g. by controlling virus movement in plant organs). Another aim is to make experience in the use of innovative fluorescent probes for imaging, and for combining fluorescent light microscopy with electron microscopy in plant biology.

Innovative systems for characterizing functional natural products, e.g. antioxidants, in species of agronomic value (e.g. grape, olive tree, legumes), and high-value bioactive molecules (e.g. anti-cancer compounds), and for identifying strategies to increase their production, are also experimented. The latter studies are aimed to improve the use and diffusion of ecotypes and cultivars of specific value, and to determine quantitatively bio-active compounds in relation with the genome of the plant, and its growing conditions and habitat. One of the main objectives of the Degree concerns the early detection of micro-organisms able to damage plant material, by using new types of biosensors (e.g., electronic nose, fluorescent compounds detecting systems, spectroscopy, and Real Time PCR). Research topics also offered by the Postgraduated Research Degree regard the biocontrol, e.g. yeast as controlling agent to prevent the attack of different plant pathogenic fungi, and the detection and control mycotoxin production in food and feeds, the same as biofuel production.

The teaching team of the Postgraduated Research Degree in Botanical Sciences includes specialists in plant molecular biology, plant physiology and ecophysiology, plant cell biology and histology, plant pathology, ecology, applied botany, plant taxonomy, geobotany, paleobotany, pharmaceutical botany, biotechnology, and related laboratories. The team is also involved in the organization of schools on specific topics with experts of international value (e.g. on proteomics, metabolomics, light, epifluorescence, confocal, and scanning electron microscopy). The activity of the scientific team is sustained by the cooperation of numerous experts from National and International Scientific Institutions, who contribute with seminars, exhibitions, practice, and theses in cooperation.

The Postgraduated Research Degree in Botanical Sciences prepares qualified researchers for Scientific and Technological Institutions, who are able to work in autonomy and to manage innovative researches.