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Master Universitaire en

Amélioration génétique végétale

Édition actuelle : 1e partie : 26 septembre 2016 – 9 juin 2017 / 2e partie : septembre 2017 – juin 2018 ··
Prochaine édition : 1e partie : septembre 2018 – juin 2019 / 2e partie : septembre 2019 – juin 2020

Master Universitaire en

Amélioration génétique végétale

Description générale de l'unité

ECTS : 5
Heures de contact : 72,5 (36 cours, 36,5 travaux pratiques)
Heures de travail personnel : 52,5
Type : Obligatoire
Lieu de déroulement : Institut Agronomique Méditerranéen de Zaragoza, laboratoires du Département de Génétique et de Production Végétale et du Département de Pomologie de la Station Expérimentale de Aula Dei du CSIC, et laboratoire du Service de Biologie Moléculaire de la Fondation Aula Dei Parc Scientifique Technologique.
Organisation temporelle
- Cette unité a lieu en première année académique du Master vers la moitié du premier semestre.
- L'évaluation de l'unité est effectuée par un examen écrit et par notation de la résolution des exercices et problèmes, à la fin du premier semestre.
Requis et permanence
Il n'y a pas de pré-requis
Méthodes d'enseignement
Combinaison de cours et travaux pratiques, étude et travail individuel et en groupe, et visites techniques.
Langue
Les professeurs délivrent les cours en espagnol ou en anglais. Dans ce dernier cas, la traduction simultanée est assurée vers l'espagnol. La documentation fournie par les professeurs est en espagnol ou en anglais.

 

Présentation de l'unité et contexte dans l'organisation des enseignements

L'unité décrit les différents types de marqueurs moléculaires et leurs applications. Ensuite elle examine leur emploi pour le calcul de la diversité génétique et des distances génétiques, ainsi que pour la construction de cartes de linkage. Une autre partie de l'unité est consacrée à la détection et à la validation de loci de caractères quantitatifs (QTL, Quantitative Trait Loci). Finalement sont introduits les principes de la sélection assistée par marqueurs. Grâce aux séances en laboratoire, les étudiants acquièrent une expérience en matière d'extraction d'ADN et de méthodologie d'analyse de marqueurs. Des séances pratiques sont également effectuées concernant la construction de cartes génétiques et la cartographie de QTL pour l'analyse de caractères quantitatifs complexes à travers l'utilisation de logiciels spécifiques.

 

Compétences

Compétences spécifiques

  • CS1 Maîtriser les fondements et les principes de l'amélioration génétique végétale moderne, y compris les nouveaux outils quantitatifs et moléculaires tels que la génomique et, en général, les connaissances et les applications des technologies –omiques.
  • CS2 Identifier et estimer la variabilité phénotypique et génétique et déterminer quelles sont les composantes de la variation.
  • CS4 Comprendre et utiliser des outils quantitatifs pour la résolution de problèmes biologiques, mathématiques et statistiques.
  • CS6 Distinguer et évaluer les différents types de marqueurs moléculaires les plus utilisés pour les études génétiques et construire et comparer des cartes génétiques, et également détecter des QTL..

Compétences générales

  • CG1 Intégrer les connaissances scientifiques et techniques et les appliquer de façon critique.
  • CG5 Apprendre et travailler de façon autonome, réagir face à des situations imprévues et réorienter une stratégie si nécessaire.

 

Résultats d'apprentissage

À l'issue de l'apprentissage de l'unité, l'étudiant :

  • S'est familiarisé avec les différents types des marqueurs moléculaires les plus utilisés dans le cadre des études génétiques et a acquis une expérience quant à la construction et la comparaison de cartes génétiques
  • Comprend les principales applications des marqueurs moléculaires dans le cadre des études génétiques et des programmes d’amélioration génétique
  • A acquis une expérience pratique concernant l’extraction d’ADN et l’analyse de marqueurs
  • Possède une expérience pratique en matière d'utilisation de software informatique pour la construction de cartes génétiques.
  • Sait comment appliquer des instruments d’analyse classique et avancée de QTL pour la localisation et l’identification de caractères complexes d’intérêt en amélioration

Contenu

  • Types de marqueurs moléculaires  
  • Détermination de la diversité et des distances génétiques       
  • Cartes de linkage    
  • Détection de QTL (loci de caractères quantitatifs)
    • Croisements biparentaux
    • Génétique d'association
    • Populations multiparentales
  • Validation de QTL    
    • Rétrocroisements avancés
    • Lignées quasi-isogéniques
  • Cartographie fine et clonage positionnel   
  • Principes de la sélection assistée par marqueurs

 

Activités d'apprentissage

Activité d'apprentissage 1 : Cours magistraux combinés à des exemples
ECTS : 2,9
Heures : 73
Pourcentage en contact : 49%

Activité d'apprentissage 2 : Sessions de discussion conjointe de publications singulières. Lecture d'une série d'articles scientifiques de différents niveaux afin d'analyser et d'interpréter les résultats de la diversité génétique. Les étudiants travaillent en groupes et les conclusions de chaque groupe sont débattues avec le professeur et les autres groupes.
ECTS: 0,1
Heures : 2
Pourcentage en contact : 100%

Activité d'apprentissage 3 : Travaux pratiques pour la résolution d'exercices et de problèmes
a) Calcul de matrices de diversité génétique, analyse factorielle et construction d'arbres phylogénétiques à l'aide d'un logiciel.
b) Étude de linkage et de recombinaison. Les exercices sont effectués de façon manuelle, sous EXCEL, et en utilisant des logiciels spécifiques pour la construction de cartes génétiques.
c) Cartographie de loci de caractères quantitatifs (QTL) à l'aide de logiciels.
Dans les trois cas les exercices sont effectués en groupes de deux.
ECTS: 0,8
Heures : 20 (a : 4 ; b : 4 ; c : 12)
Pourcentage en contact : 60% (a : 50% ; b : 100% ; c : 50%)

Activité d'apprentissage 4 : Travaux pratiques de laboratoire
a) Extraction d'ADN et génotypage en employant des marqueurs moléculaires simples. Les séances sont effectuées dans le laboratoire du Département de Génétique et de Production Végétale et le laboratoire du Département de Pomologie de la Station Expérimentale de Aula Dei du CSIC.
b) Extraction d'ARN et détection de l'expression génétique à l'aide de PCR en temps réel.
Les étudiants travaillent en groupes de deux et préparent un rapport des séances où figurent les résultats. Les séances sont effectuées dans le laboratoire du Service de Biologie Moléculaire de la Fondation Aula Dei Parc Scientifique Technologique.
ECTS: 1,1
Heures : 27 (a : 16 ; b : 11)
Pourcentage en contact : 75%  (a : 75% ; b : 75%)

Activité d'apprentissage 5 : Visite technique d'un centre de recherche dans ce domaine, comme le Centre de Recerca en Agrigenòmica (CRAG) du CSIC-IRTA-UAB-UB dans le Campus Central de l'Université Autonome de Barcelone à Bellaterra, Barcelone (visite conjointe pour les unités 4 et 5).
ECTS: 0,1
Heures : 2,5
Pourcentage en contact : 75%

 

Méthodes d'évaluation

Système d'évaluation 1 : Examen écrit composé à partir de questions préparées par les différents professeurs de l'unité. L'examen est de type QCM et évalue autant le contenu des conférences que la compréhension de l'exercice b, la discussion des publications et les processus observés pendant la visite technique.
Chaque réponse correcte est notée 1, chaque réponse incorrecte est pénalisée –(1/nombre d'options). La note finale est déterminée en faisant la somme de toutes les notes et en divisant par le nombre de questions.
Pondération : 50% de la note finale de l'unité

Système d'évaluation 2 : Évaluation globale de la résolution des exercices et problèmes a et c par les professeurs qui les dirigent.
On évalue la compréhension de la méthodologie et la qualité des résultats obtenus. La note est la même pour les deux membres du groupe.
Pondération : 20% de la note finale de l'unité

Système d'évaluation 3 : Évaluation globale du rapport sur les résultats des travaux de laboratoire par les professeurs qui les dirigent. On évalue la compréhension de la méthodologie et la qualité des résultats obtenus. La note est la même pour les deux membres du groupe.
Pondération : 30% de la note finale de l'unité

 

Professeurs

Pere ARÚS, CRAG, Barcelona (Espagne)
Ana CASAS, CSIC-EEAD, Zaragoza (Espagne)
Ángel FERNÁNDEZ MARTÍ, Fundación PCTAD, Zaragoza (Espagne)
Jordi GARCIA-MAS, CRAG, Barcelona (Espagne)
Yolanda GOGORCENA, CSIC-EEAD, Zaragoza (Espagne)
Silvio SALVI, Univ. Bologna (Italie)