Ziekte en Afweer van Plant en Dier

Pathogens and Immunity of Plants and Animals

Studiewijzer 2022/2023

Globale inhoud

In dit blok gaan we in op de vragen: Wat zijn (planten)ziekten en plagen? Hoe werk het immuunsysteem van planten?

De behandelde thema’s zijn:

• Verschillende klassen van ziekteverwekkers (schimmels, oömyceten, bacteriën, parasitaire planten, nematoden, virussen, en herbivoren),
• De mechanismen waarmee deze organismen planten binnen dringen, de plantenafweer omzeilen en/of onderdrukken,
• De passieve en actieve afweermechanismen van planten en de herkenning van ziekteverwekkers door planten op cellulair en moleculair niveau.
• Hoe deze fundamentele kennis gebruikt wordt in ziektepreventie in moderne gewasbescherming.

Deze cursus bouwt voort op de voorgaande cursussen, met name:

• Biologie van Planten,
• Keystone projecten
• Cellulaire responses,
• Microben.

 De leerstof en kernbegrippen zoals die behandeld zijn in deze voorgaande cursussen worden als bekend verondersteld.

Studiemateriaal

Literatuur

• Essential Plant Pathology’. Gail L. Schumann and Cleora J. D’Arcy Second Edition, Uitgever: APS (https://www.apsnet.org), ISBN: 978-0-89054-381-8; Voor de exacte hoofdstukken die we gebruiken per hoorcollege zie Canvas
  

• Plant Physiology and Developement’, Taiz et al, 6de editie, ISBN:978-1-60535-255-8: Hoofdstukken: 23, 15 (416, 421, 429-430, 574-578)

• Set met figuren uit het leerboek ‘Janeways’ Immunobiology, Murphy & Waver, 9de editie, ISBN 978-0-8153-4551-0

  Voor de exacte Figuren: zie  Canvas.

Syllabus

• Practicumsyllabus (geschatte prijs EUR 5,-).

Leerdoelen

• Kunnen uitleggen wat er bedoeld wordt met co-evolutie van pathogeen-gastheer, plantenziektendriehoek, biotroof, nectrotroof, vatbaarheid, resistentie, herkenning, gastheer, rassen/fysio’s (pathovar, f.sp.), zig-zag model, guard hypothese, PTI, ETI, systemic acquired resistance, Green-leaf volatiles, PAMPs, allelopathy.
• Symptomen van plantenziekten (bacteriën, virussen, schimmels, nematoden) kunnen beschrijven, herkennen en classificeren.
• Kunnen uitleggen hoe verschillende ziekteverwekkers (bacteriën, virussen, schimmels, parasitaire planten, nematoden) hun gastheer binnendringen en de levenscyclus beschrijven van verschillende (klassen) ziekteverwekkers (inclusief de rol van een insectvector).
• Kunnen benoemen van anatomische en/of cellulaire verschillen van verschillende schimmel(achtigen) - ascomyceten, basidomyceten, oomyceten inclusief verschillen in de seksuele stadia (bv anaform, asexual-conidia, zoosporen).
• De verschillende infectiestructuren (bv. appressorium, haustorium, conidia, cyst) kunnen beschrijven, herkennen en de functie benoemen voor het infectieproces.
• Kunnen uitleggen hoe planten reageren op moleculair niveau op verschillende ziekteverwekkers of vraatschade door insecten (bv. effectoren, detoxifying enzymes in herbivores, necrotofe interacties mb.v toxines, plant CWDEs)
• Aan de hand van voorbeelden kunnen uitleggen en duiden welke passieve (bv. laticifers, resins, toxines) en actieve bescherming (bv. secundaire metabolieten, PR eiwiten, callose afzetting, proteinase inhibitors, phytoalexines, DAMPs) planten inzetten tegen ziekteverwekkers en/of vraatschade door bv. insecten.
• Kunnen uitleggen op moleculair niveau hoe verschillende ziekteverwekkers de plantenafweer onderdrukken.
• Kunnen uitleggen hoe op moleculair niveau plantenhormonen de afweer tegen herbivoren/necrotrofe pathogenen versus de afweer tegen biotrofe pathogenen reguleren (inclusief JA biosynthese, JA perceptie, SAR en SA signalering).
• Voorbeelden kunnen noemen van enkele veel voorkomende plantenziekten zoals besproken tijdens de cursus.
• Verkregen data (observaties, resultaten en metingen) kunnen interpreteren en verwerken tot een verslag gebruikmakende van de opgedane kennis.
• Kan de verschillende humane immunologische cellen en belangrijkste moleculaire immunologische mediatoren herkennen en hun functie beschrijven
• Kan de basale werkingsmechanismen van het aangeboren en adaptieve humane immuunsysteem uitleggen en de onderlinge verbanden weergeven.
• Kan de rol van TLRs in activatie van antigeen presenterende humane cellen en activatie van adaptieve immuniteit beschrijven.
• Kan de werking van B-cellen uitleggen, het verband met antistoffen beschrijven en de werkingsmechanismen van antistoffen uitleggen in de humane afweerreactie.

Onderwijsvormen

• Hoorcollege
• Werkcollege
• (Computer)practicum
• Zelfstudie

• 12 hoorcolleges van 2 uur.
• 4 werkcolleges Immuniteit in planten van 2 uur waarbij openvragen over de leerstof worden behandeld. Voorbereiding van de werkcolleges is verplicht.
• 2 volle dagen practicum Immuniteit in planten (verplichte aanwezigheid) inclusief een voorbereidend hoorcollege en een nabespreking.
• +100 uur zelfstudie. We verwachten een academische houding, waarbij hoort voorbereiding en zelfstudie. Bij het tentamen gaan we uit van (detail) kennis van de verschillende cellulaire en moleculaire principes, celtypes, symptomen, verschillende stijlen van infecties door schimmels, bacteriën, virussen, namen van eiwitten en genen etc.
• zie Datanose voor de meest recente roostering; we werken met 3 werkgroepen (A-B1/B2-C) en 2 practicumgroepen (A-B1, B2-D).
• Houd met je eigen planning er rekening mee dat parallel aan dit vak ook een tweede vak loopt! Dit zal een stukje planning en eigen verantwoordelijkheid vragen.

Verdeling leeractiviteiten

Academische vaardigheden

Aan van het heeft de student ervaring opgedaan:

1. in het formuleren van een hypothese en deze  toetsen d.m.v. een proefopzet,
2. uitvoeren van praktische handdelingen in een laboratorium op basis van een protocol,
3. in het veilig werken met micro-organismen, chemische stoffen en GMO, en biologische materialen,
4. bijhouden en vastleggen van labdata in de vorm van een labjournaal,
5. in het waarnemen en evalueren van plantenziektesymptomen, uitvoeren van microscopiehandelingen, opzetten van diagnostische assay (LAMP assay), GUS assay en een plantenziekten-infectietoets op zaailingen,
6. in het schrijven van een wetenschappelijke eindrapportage op basis van eigen data in de vorm van Figuren en tabellen van observaties gedaan in een praktijksetting,
7. in het schrijven van een wetenschappelijke eindverslag met  vaste onderdelen een samenvatting, inleiding, materiaal en methode sectie, resulaten en eindconclusie , incl zandlopermodel voor de hypothese in de inleiding,
8. in het combineren van verschillende experimenten tot een grote hypothese (een overkoepelende eindconclusie).

Aanwezigheid

Aanwezigheidseisen opleiding (OER-B):

• Deelname aan (computer)practica, veldwerk en werkcolleges is in principe verplicht. Eventueel aanvullende eisen worden per onderdeel in de studiewijzer omschreven. Hier staat ook beschreven wat de eventuele consequenties zijn van het niet nakomen van deze verplichting.
  

Aanvullende eisen voor dit vak:

• Aanwezigheid en voorbereiding is verplicht voor het practicum. Anders NAV. Bij te laat komen of in de verkeerde groep komen kan de student uitgesloten worden van het practicum (NAV). Ruilen van practicumgroep is eventueel mogelijk na overleg (email of tijdens de colleges) met de coördinator. Je bent zelf verantwoordelijk om iemand te vinden om mee te ruilen.
• Voor dit vak gelden de overige aanwezigheidsregels zoals vermeld in OER B van Biologie (werkcolleges zijn verplicht).

Toetsing

• Het te laat inleveren van het practicumverslag leidt er toe dat het verslag pas volgend academisch jaar zal worden nagekeken (wanneer het vak opnieuw gegeven wordt; periode Nov-Dec 2022).
• Afwezigheid voor het practicum dient gemeld te worden vooraf per email. De enige geaccepteerde reden voor afwezigheid is (verdenking van) Covid-19 (positief, symptomen, in quarantaine etc.). De reden dient vermeld te worden.
• Er zijn 2 dagen die elkaar op volgen in de uitvoering. Om technische redenen is het voor ons onmogelijk een inhaalpracticum te organiseren. Er zijn wel instructie-video's
• Er zal altijd een verslag geschreven dienen te worden dat mee telt in het eindcijfer.
• Beide deelcijfers (tentamen en practicumverslag) dienen minimaal voor afronding een 5,5 te zijn.

Opdrachten

• Je bent verplicht de werkcollges en de practicumonderdelen voor te bereiden voordat je naar het practicum of de werkcollges komt. De toegang tot het practicum kan ontzegd worden indien je het practicum niet voorbereid hebt.
• Je bent verplicht een labjournaal bij te houden tijdens de practica. Dit labjournaal kan door de assistenten gecontroleerd
• Het inleveren van één practicumverslag, samen met je practicumpartner, voor de gestelde deadline (zie Canvas) is noodzakelijk voor het verkrijgen van een eindcijfer. Voor een voldoende dient het verslag te voldoen aan de eisen gegeven in de practicumsyllabus.

Fraude en plagiaat

Dit vak hanteert de algemene 'Fraude- en plagiaatregeling' van de UvA. Hier wordt nauwkeurig op gecontroleerd. Bij verdenking van fraude of plagiaat wordt de examencommissie van de opleiding ingeschakeld. Zie de Fraude- en plagiaatregeling van de UvA: http://student.uva.nl

Weekplanning

Rooster

Het rooster van dit vak is in te zien op DataNose.

Aanvullende informatie

Dit vak heeft een Canvas webportal. Hier zal de noodzakelijke aanvullende informatie verstrekt worden gedurende de cursus

• eisen aan het practicumverslag,
• deadline voor het practicumverslag,
• de presentaties van de hoorcolleges, 
• link naar opnames van de hoorcolleges,
• de vragen die worden behandeld tijdens het werkcollege,
• link naar de practicumsyllabus,
• etc.

Verwerking feedback studenten

Het practicumverslag wordt gezamenlijk gemaakt met je practicumpartner. Jullie krijgen gezamenlijk een cijfer en dienen het werk onderling te verdelen.

Contactinformatie

Coördinator

• dr. ing. F.L.W. Takken

F. L. W. Takken (Frank)

f.l.w.takken@uva.nl, Science Park 904, kamer C2.214

Docenten

• prof. dr. ir. Harro Bouwmeester
• prof. dr. Martijn Rep
• prof. dr. Marieke van Ham
• dr. ir. Rob. Schuurink
• dr. ing. Frank Takken
• dr. Lemeng Dong
• dr Harrold van den Burg
• ing. Petra. Houterman