Il corso di Biotecnologie Vegetali consiste essenzialmente nella trattazione della botanica e di una parte più specifica inerente alle biotecnologie delle piante. Per quanto riguarda la botanica, l’insegnamento prevede la descrizione delle origini della cellula vegetale, con riferimento agli eventi principali dell’evoluzione, quali la nascita della fotosintesi, la formazione di semi e di fiori. La struttura della cellula vegetale è discussa in rapporto alla citologia, alla divisione cellulare e al ruolo del citoscheletro; a questo segue la discussione dei vari organelli subcellulari, del loro trasporto e del rapporto con la sintesi e deposizione della parete primaria e secondaria. La struttura della parete è presentata in rapporto al processo di espansione e di crescita. L’argomento successivo è il metabolismo, con riferimento alla fotosintesi e alla sintesi e trasporto del saccarosio; dopo aver trattato alcune varianti metaboliche (quali fotorespirazione e fotosintesi C4), il programma prevede la trattazione della sintesi di amido, dell’accumulo di azoto e un introduzione ai metaboliti secondari. L’aspetto successivo consiste nella discussione dei principi generali di comunicazione tra cellule (recettori di superficie, gradiente morfogenetico, proteine G, fosforilazione, ioni Ca, recettori enzimatici, fotorecettori). Questo argomento è necessario per presentare la parte concernente lo sviluppo delle piante. In questa sezione, sono presentati i principali tessuti e organi che compongono una pianta; inoltre, sono discussi i geni importanti per lo sviluppo di radice e germoglio, il processo di sviluppo di foglie e fiori, il meccanismo di fecondazione e quello di incompatibilità. La parte di botanica termina con la descrizione dei meccanismi molecolari che regolano i rapporti tra ambiente e sviluppo della pianta, con riferimento al ruolo della luce e dei fotorecettori, alla sintesi e trasporto di ormoni, per terminare con la trattazione dei ritmi circadiani e della regolazione della fioritura.

La seconda parte dell’insegnamento prevede la discussione delle biotecnologie vegetali. Si inizia con la descrizione del genoma della cellula vegetale, con riferimento all’organizzazione del DNA cromosomale, alla trattazione del ruolo di trasposoni e della regolazione dell’espressione genica, e quindi dell’organizzazione complessiva del genoma delle piante superiori. Saranno quindi presentati alcuni aspetti tecnici importanti, quali i meccanismi di trasformazione delle piante e le colture di cellule, tessuti e organi. Successivamente saranno introdotti alcuni esempi di piante transgeniche in contesti diversi, quali la resistenza agli erbicidi e ai pesticidi e varie applicazioni industriali. La parte di biotecnologie vegetali termina con la presentazione di esempi riguardanti l’applicazione di suddette metodiche per migliorare la resistenza delle piante agli stress ambientali e per il fitorisanamento dell’ambiente.