Κατάλογος Μαθημάτων
Από το έδαφος στα συστήματα, από τα μόρια στα μικροβιώματα — 11 μεταπτυχιακά μαθήματα που καλύπτουν την αγροβιολογία συστημάτων, τη μοριακή και μικροβιακή βιοτεχνολογία, την περιβαλλοντική επιστήμη, την ποιότητα τροφίμων, τα νέα τρόφιμα και την προσέγγιση Ενιαίας Υγείας, καθώς και μια πρωτότυπη μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία.
Γρηγορη πλοηγηση
- 1.1ΥΕισαγωγή στην Αγροβιολογία Συστημάτων
- 1.2ΥΣύγχρονες Τεχνικές Μοριακής Βιολογίας & Βιοπληροφορικής
- 1.3ΥΕφαρμοσμένη Μικροβιακή Βιοτεχνολογία
- 1.4ΥΜεθοδολογία Έρευνας & Τεχνητή Νοημοσύνη στη Βιοτεχνολογία
- 2.1ΥΕνιαία Υγεία
- 2.2ΕΠροηγμένη Γονιδιωματική Καλλιεργειών
- 2.3ΕΒιοτεχνολογία Ποιότητας & Ασφάλειας Τροφίμων
- 2.4ΕΝέα & Λειτουργικά Τρόφιμα
- 2.5ΕΠεριβαλλοντική Βιοτεχνολογία
- 2.6ΕΣυντήρηση & Συσκευασία Τροφίμων
- 3.1ΥΜεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία
Α΄ Τριμηνο · Θεμελια
Εισαγωγή στην Αγροβιολογία Συστημάτων
Θεμελιώδες μάθημα που εξετάζει τα γεωργικά συστήματα μέσα από μια ολιστική προοπτική, με έμφαση στη βιολογική πολυπλοκότητα και τις πολυεπίπεδες αλληλεπιδράσεις που χαρακτηρίζουν τα σύγχρονα αγρο-οικοσυστήματα. Οι φοιτητές αναπτύσσουν δεξιότητες συστημικής σκέψης που τους επιτρέπουν να προσεγγίζουν με ολοκληρωμένο τρόπο τις πολύπλοκες προκλήσεις της σύγχρονης γεωργίας.
Θεματικες Ενοτητες
- Επιστήμη γεωργικών συστημάτων
- Οικολογία και οικοφυσιολογία φυτών
- Υδατικό στρες φυτών και προσαρμογή
- Βιολογία εδάφους και δυναμική οργανικής ύλης
- Αλληλεπιδράσεις ωφέλιμων μικροβίων–φυτών και υγεία εδάφους
- Γενετική και βελτίωση φυτών
- Οικολογία, βιοποικιλότητα και υπηρεσίες οικοσυστημάτων
- Κλιματική αλλαγή και γεωργική προσαρμογή
- Υδάτινα συστήματα και ρύπανση υδάτων
- Ολοκληρωμένη διαχείριση εχθρών και ασθενειών
- Γεωργία ακριβείας και ψηφιακές τεχνολογίες
Α΄ Τριμηνο · Θεμελια
Σύγχρονες Τεχνικές Μοριακής Βιολογίας & Βιοπληροφορικής
Σύγχρονες τεχνικές μοριακής βιολογίας και εργαλεία βιοπληροφορικής που χρησιμοποιούνται στη βιοτεχνολογία, τη γονιδιωματική, τη μικροβιολογία και τον αγροδιατροφικό τομέα. Το μάθημα συνδυάζει θεωρητικές γνώσεις με πρακτικές εφαρμογές στην ανάλυση γονιδιωμάτων, τη μελέτη μικροβιακών κοινοτήτων και τη βιοτεχνολογική έρευνα.
Μαθησιακα Αποτελεσματα
- Περιγραφή βασικών και σύγχρονων τεχνικών μοριακής βιολογίας.
- Εφαρμογή μεθόδων ανάλυσης DNA και RNA.
- Χρήση εργαλείων βιοπληροφορικής για ανάλυση αλληλουχιών.
- Ανάλυση γονιδιωματικών και μεταγονιδιωματικών δεδομένων.
- Ερμηνεία βιολογικών δεδομένων μεγάλης κλίμακας.
- Αξιολόγηση εφαρμογών της μοριακής βιολογίας στη βιοτεχνολογία και την αγροδιατροφή.
Εβδομαδιαιο προγραμμα (13 εβδομαδες)
- 1. Βασικές αρχές μοριακής βιολογίας
- 2. Απομόνωση νουκλεϊκών οξέων
- 3. PCR (κλασική, qPCR, dPCR)
- 4. Κλωνοποίηση και γενετική μηχανική
- 5. Γονιδιωματική
- 6. Τεχνολογίες αλληλούχισης (Sanger, NGS)
- 7. Μεταγονιδιωματική και μικροβίωμα
- 8. Εισαγωγή στη βιοπληροφορική, BLAST, GenBank
- 9. Ανάλυση αλληλουχιών
- 10. Ανάλυση δεδομένων NGS — συναρμολόγηση, σχολιασμός
- 11. Μεταγραφομική — RNA-seq
- 12. Εφαρμογές στη βιοτεχνολογία
- 13. Παρουσιάσεις φοιτητών και ανακεφαλαίωση
Α΄ Τριμηνο · Θεμελια
Εφαρμοσμένη Μικροβιακή Βιοτεχνολογία για Διατροφικά και Περιβαλλοντικά Συστήματα
Η βιοτεχνολογική αξιοποίηση βακτηρίων, μυκήτων και ζυμών για την παραγωγή τροφίμων και βιοδραστικών συστατικών, τη βιοσυντήρηση τροφίμων, τη βιοαποκατάσταση και τη διαχείριση αποβλήτων, καθώς και την κυκλική βιοοικονομία. Η θεωρία συνδυάζεται με την ανάλυση ερευνητικών άρθρων και εφαρμογών στη βιομηχανία τροφίμων και στο περιβάλλον.
Θεματικες Ενοτητες
- Μικροβιακή ποικιλότητα και μεταβολισμός
- Βιομηχανικές ζυμώσεις
- Τεχνολογίες ζύμωσης τροφίμων
- Προβιοτικά και μικροβίωμα τροφίμων
- Μικροβιακή βιοσυντήρηση, βακτηριοσίνες
- Ένζυμα και βιοδραστικές ενώσεις
- Μοριακές τεχνικές για μικροβιακή ανάλυση
- Βιοαποκατάσταση οργανικών ρύπων
- Βιοαντιδραστήρες επεξεργασίας αποβλήτων και αναερόβια χώνευση
- Μικροβιακή βιοενέργεια
- Μικροβιακή βιοτεχνολογία και κυκλική οικονομία
- Παρουσιάσεις φοιτητών και ανακεφαλαίωση
Α΄ Τριμηνο · Θεμελια
Μεθοδολογία Έρευνας & Τεχνητή Νοημοσύνη στην Επιστήμη και τη Βιοτεχνολογία
Το μάθημα εστιάζει στις έννοιες της εξάρτησης και της συσχέτισης μεταβλητών, στον σχεδιασμό και την ανάλυση πειραμάτων και στην ανάλυση χρονοσειρών, καθώς και στην εφαρμογή τους σε πραγματικά δεδομένα με στατιστικές τεχνικές και τεχνικές μηχανικής μάθησης. Συνδυάζει τη μεθοδολογία έρευνας — πειραματικό σχεδιασμό, στατιστική ανάλυση και ερμηνεία αποτελεσμάτων — με την πρακτική αξιοποίηση εργαλείων τεχνητής νοημοσύνης στις γεωπονικές και βιοτεχνολογικές επιστήμες.
Θεματικες Ενοτητες
- Σχέσεις μεταβλητών: εξάρτηση και συσχέτιση
- Γραμμική παλινδρόμηση και μέτρα συσχέτισης
- Σχεδιασμός και ανάλυση πειραμάτων
- Τυχαιοποίηση, επανάληψη και ομαδοποίηση
- Μέγεθος δείγματος και στατιστική ισχύς
- Περιγραφική στατιστική, πιθανότητες, συμπερασματολογία
- Ανάλυση χρονοσειρών
- Στατιστικό λογισμικό: R, Python, SPSS
- Τεχνικές μηχανικής μάθησης σε βιολογικά και γεωπονικά δεδομένα
- Επιστημονική δεοντολογία και υπεύθυνη χρήση Τεχνητής Νοημοσύνης
Β΄ Τριμηνο · Εξειδικευση
Ενιαία Υγεία
Η Ενιαία Υγεία (One Health) αποτελεί διεπιστημονική προσέγγιση που αναγνωρίζει τη στενή διασύνδεση μεταξύ της υγείας του ανθρώπου, των ζώων και των οικοσυστημάτων. Το μάθημα εξετάζει τους βιολογικούς, περιβαλλοντικούς και κοινωνικοοικονομικούς παράγοντες που επηρεάζουν τη μετάδοση ασθενειών, την ασφάλεια τροφίμων και την αειφορία των αγροδιατροφικών συστημάτων.
Μαθησιακα Αποτελεσματα
- Εξήγηση των αρχών της προσέγγισης Ενιαίας Υγείας.
- Ανάλυση της αλληλεπίδρασης μεταξύ της υγείας ανθρώπου, ζώων και περιβάλλοντος.
- Αξιολόγηση του ρόλου των ζωονόσων στη δημόσια υγεία.
- Περιγραφή μηχανισμών μικροβιακής αντοχής σε αγροδιατροφικά συστήματα.
- Χρήση εργαλείων βιοτεχνολογίας και μοριακής επιτήρησης παθογόνων.
- Ανάλυση κινδύνων στην τροφική αλυσίδα και πρόταση στρατηγικών διαχείρισης.
- Σχεδιασμός παρεμβάσεων πολιτικής βασισμένων στην προσέγγιση Ενιαίας Υγείας.
Θεματικες Ενοτητες (με μελετες περιπτωσης)
- Οικοσυστήματα και υγεία (αναδυόμενα παθογόνα)
- Ζωονόσοι (Ebola, γρίπη των πτηνών, λύσσα)
- Αναδυόμενες και επανεμφανιζόμενες λοιμώξεις (COVID-19)
- Μικροβιακή αντοχή (στρατηγικές ΠΟΥ, FAO)
- Ασφάλεια τροφίμων (Salmonella, Listeria, E. coli)
- Βιοτεχνολογία στην επιτήρηση παθογόνων — μεταγονιδιωματική
- Υγεία ζώων και συστήματα παραγωγής
- Περιβαλλοντική ρύπανση και υγεία (τοξικολογία)
- Κλιματική αλλαγή και υγεία (IPCC)
- Πολιτικές και διακυβέρνηση Ενιαίας Υγείας (WOAH, UNEP)
- Μελέτες περίπτωσης Ενιαίας Υγείας (διεθνείς επιδημιολογικές κρίσεις)
Β΄ Τριμηνο · Εξειδικευση · Επιλεγομενο
Προηγμένη Γονιδιωματική Καλλιεργειών
Σύγχρονες τεχνολογίες αλληλούχισης φυτικών γονιδιωμάτων, βοηθούμενη από μοριακούς δείκτες και γονιδιωματική επιλογή, γονιδιωματική επεξεργασία και ευρωπαϊκό κανονιστικό πλαίσιο για τις Νέες Γονιδιωματικές Τεχνικές (NGTs). Στρατηγικές ανθεκτικότητας σε βιοτικές καταπονήσεις και ανοχής σε αβιοτικές καταπονήσεις, γονιδιωματική του μικροβιώματος της ριζόσφαιρας, διατήρηση γενετικών πόρων και ολοκληρωμένη πολυ-ομική ανάλυση.
Διαλεξεις (13 εβδομαδες)
- 1. Από τη γενετική στη γονιδιωματική
- 2. Αλληλούχιση φυτικών γονιδιωμάτων (Illumina, PacBio HiFi, Nanopore)
- 3. Σχολιασμός γονιδιώματος και συγκριτική γονιδιωματική
- 4. Μοριακοί δείκτες και MAS (SNPs, SSRs, KASP, DArT)
- 5. GWAS και γονιδιωματική επιλογή (GBLUP, RR-BLUP, ssGBLUP)
- 6. Γονιδιωματική επεξεργασία — CRISPR-Cas9, base editing, prime editing, NGTs
- 7. Βιοτεχνολογία για ανθεκτικότητα σε ασθένειες (R-γονίδια, NLRs, RNAi, HIGS)
- 8. Βιοτεχνολογία για ανοχή σε αβιοτικές καταπονήσεις (ξηρασία, υψηλή θερμοκρασία, αλατότητα)
- 9. Γονιδιωματική ριζόσφαιρας και μικροβιακά βιολιπάσματα
- 10. Γενετικοί πόροι και κλιματικά προσαρμοσμένες καλλιέργειες — speed breeding
- 11. Βιοεντομοκτόνα, βιοτεχνολογία εντόμων και IPM — SIT, gene drives
- 12. Ολοκληρωμένη πολυ-ομική ανάλυση (μεταγραφομική, πρωτεομική, μεταβολομική, επιγονιδιωματική, φαινομική)
- 13. Γεωργία ακριβείας και βιοπληροφορική στο πεδίο — UAVs, IoT, AI/ML
Β΄ Τριμηνο · Εξειδικευση · Επιλεγομενο
Βιοτεχνολογία Ποιότητας & Ασφάλειας Τροφίμων
Σύγχρονες βιοτεχνολογικές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για τη διασφάλιση της ποιότητας και της ασφάλειας των τροφίμων σε όλη την αλυσίδα παραγωγής και διανομής. Οι φοιτητές αναπτύσσουν τη θεωρητική κατανόηση και τις πρακτικές δεξιότητες που απαιτούνται για τον εντοπισμό, την ταυτοποίηση και την αντιμετώπιση κινδύνων — παθογόνα, αλλεργιογόνα, μυκοτοξίνες και ΓΤΟ — με χρήση τεχνικών αιχμής όπως PCR, qPCR, DNA barcoding και ELISA.
Θεματικες Ενοτητες
- Βιοτεχνολογία τροφίμων και ποιότητα & ασφάλεια τροφίμων
- ΓΤΟ και γενετικά τροποποιημένα τρόφιμα
- Γνησιότητα, νοθεία, αλλεργιογόνα και τοξίνες
- Βιοδραστικές ενώσεις τροφίμων — μέθοδοι ανάκτησης
- Ταχεία ανίχνευση τροφιμογενών παθογόνων (βιοαισθητήρες, AI)
- Βιοσυντήρηση — βακτηριοσίνες, βακτηριοφάγοι
- Παρακολούθηση διάρκειας ζωής σε πραγματικό χρόνο (TTIs, μεταβολομική)
- Ανίχνευση μικροβιακής αντοχής (AMR) σε τρόφιμα (WGS, SILAC)
- Καταπολέμηση βιοϋμενίων με νανοτεχνολογία
- Καινοτόμες εφαρμογές — 3D εκτύπωση, καλλιεργούμενο κρέας
- Βιοηθική και βιοτεχνολογία τροφίμων
Β΄ Τριμηνο · Εξειδικευση · Επιλεγομενο
Νέα & Λειτουργικά Τρόφιμα
Σύγχρονες εξελίξεις στην επιστήμη τροφίμων που σχετίζονται με την ανάπτυξη, τη λειτουργικότητα, την ασφάλεια και το κανονιστικό πλαίσιο των νέων και λειτουργικών τροφίμων. Εξετάζονται οι κύριες κατηγορίες νέων τροφίμων και οι τεχνολογίες που υποστηρίζουν την παραγωγή τους, μαζί με βιοδραστικά συστατικά τροφίμων, βιοδιαθεσιμότητα, διατροφή και ισχυρισμούς υγείας.
Θεματικες Ενοτητες
- Ορισμοί και κατηγορίες νέων και λειτουργικών τροφίμων
- Εναλλακτικές πηγές πρωτεϊνών (μικροφύκη, μυκοπρωτεΐνη, βρώσιμα έντομα)
- Ζύμωση ακριβείας, καλλιεργούμενο κρέας, γενετικά και γονιδιακά τροποποιημένα τρόφιμα
- Νανοτεχνολογία στα τρόφιμα
- Βιοδραστικότητα και βιοδιαθεσιμότητα συστατικών τροφίμων
- Στρατηγικές εγκλωβισμού για βιοδραστικές ενώσεις
- Πολυφαινόλες, καροτενοειδή, τοκοφερόλες, διαιτητικές ίνες, ω-3
- Προβιοτικά, πρεβιοτικά, συμβιωτικά και φυτοστερόλες
- Κανονιστικό πλαίσιο ΕΕ, επισήμανση, ισχυρισμοί υγείας
- Εξατομικευμένη διατροφή — γονιδιωματική, μεταβολομική, μικροβίωμα
- Αειφορία και ανάλυση κύκλου ζωής
- Γνησιότητα τροφίμων και νοθεία στα λειτουργικά τρόφιμα
- Από την επιστημονική ιδέα στη σύνθεση προϊόντος και την είσοδο στην αγορά
Β΄ Τριμηνο · Εξειδικευση · Επιλεγομενο
Περιβαλλοντική Βιοτεχνολογία για Αειφορική Γεωργία
Βιοτεχνολογικές μέθοδοι για την επίλυση περιβαλλοντικών προκλήσεων σε αγροτικά οικοσυστήματα και την αειφορική παραγωγή. Το μάθημα καλύπτει τη βιοαποκατάσταση εδαφών και υδάτων ρυπασμένων από γεωργικές δραστηριότητες, την αξιοποίηση γεωργικών αποβλήτων μέσω προσεγγίσεων κυκλικής οικονομίας, βιοαισθητήρες και τεχνολογίες βιοπαρακολούθησης, στρατηγικές δέσμευσης άνθρακα και παραγωγή βιοενέργειας από γεωργικά υπολείμματα.
Διαλεξεις (13 εβδομαδες)
- 1. Εισαγωγή στην περιβαλλοντική βιοτεχνολογία στη γεωργία
- 2. Εκτίμηση ρύπανσης εδάφους
- 3. Βιοαισθητήρες και περιβαλλοντική παρακολούθηση
- 4. Χρωματογραφία και φασματομετρία μάζας
- 5. Μικροβιακή βιοαποκατάσταση
- 6. Φυτοαποκατάσταση
- 7. Διαχείριση γεωργικών αποβλήτων και κομποστοποίηση
- 8. Επεξεργασία ρύπανσης γεωργικών υδάτων
- 9. Βιοϋλικά από γεωργικά υπολείμματα + AOPs
- 10. Βιοαέριο και αναερόβια χώνευση
- 11. Βιοκαύσιμα από γεωργικά υπολείμματα
- 12. Δέσμευση άνθρακα και μετριασμός κλιματικής αλλαγής
- 13. Κυκλική οικονομία και αξιοποίηση αποβλήτων
Β΄ Τριμηνο · Εξειδικευση · Επιλεγομενο
Προηγμένες Τεχνολογίες Συντήρησης και Συσκευασίας Τροφίμων
Ενσωμάτωση βιοτεχνολογικών προσεγγίσεων για την ανάπτυξη καινοτόμων και αειφορικών λύσεων συσκευασίας, με έμφαση σε βιοαποικοδομήσιμα βιοπολυμερή και την ενσωμάτωση βιοδραστικών και έξυπνων παραγόντων (πεπτίδια, ένζυμα) για την παράταση της διάρκειας ζωής των τροφίμων και την αντικατάσταση των συμβατικών πλαστικών πετροχημικής βάσης.
Θεματικες Ενοτητες
- Παραδοσιακή vs σύγχρονη συσκευασία — περιβαλλοντικές επιπτώσεις
- Ένζυμα και βιοκαταλύτες στη συντήρηση τροφίμων
- Αντιμικροβιακά πεπτίδια και πρωτεϊνικά υδρολύματα
- Βιοτεχνολογική παραγωγή βιοπολυμερών
- Υλικά συσκευασίας από βακτηριακή κυτταρίνη (BC)
- Υλικά συσκευασίας από πολυγαλακτικό οξύ (PLA)
- Πολυϋδροξυβουτυρικό (PHB) και συμπολυμερή
- Μεμβράνες με βάση το χιτοζάνη και την πουλουλάνη
- Μελανίνη στη συσκευασία και τη βιοτεχνολογία
- Νανο-βιοτεχνολογία — νανοεγκλωβισμός, νανοαισθητήρες
- Έξυπνη συσκευασία και δείκτες φρεσκάδας
- Ανάλυση κύκλου ζωής βιοαποικοδομήσιμων υλικών
- Παρουσιάσεις project και μελέτες περίπτωσης
Θερινη περιοδος · Μεταπτυχιακη Διπλωματικη Εργασια
Μεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία
Πρωτότυπη ερευνητική εργασία που εκπονείται σε εργαστήρια του Πανεπιστημίου ή σε συνεργαζόμενο φορέα, υπό την επίβλεψη τριμελούς εξεταστικής επιτροπής. Η διπλωματική μπορεί να αφορά τη μοριακή βιολογία, τη μικροβιολογία, τη χημεία τροφίμων, τη βιοπληροφορική ή την περιβαλλοντική βιοτεχνολογία και συντάσσεται σε δομή IMRaD.
Ροη εργασιας (9 φασεις)
- Φάση 1 — Επιλογή θέματος έως τα τέλη Μαρτίου· κάθε μέλος ΔΕΠ προτείνει τουλάχιστον πέντε θέματα.
- Φάση 2 — Συγκρότηση της τριμελούς Εξεταστικής Επιτροπής.
- Φάση 3 — Ερευνητικός σχεδιασμός: ερώτημα, βιβλιογραφική ανασκόπηση, πρωτόκολλο· έγκριση δεοντολογίας όπου απαιτείται.
- Φάση 4 — Διεξαγωγή της έρευνας κατά τη θερινή περίοδο, με δεκαπενθήμερες συναντήσεις με τον επιβλέποντα.
- Φάση 5 — Επεξεργασία δεδομένων σε R, Python, SPSS ή GraphPad Prism· βιοπληροφορική ανάλυση όπου απαιτείται.
- Φάση 6 — Συγγραφή σε δομή IMRaD· έλεγχος λογοκλοπής μέσω Turnitin.
- Φάση 7 — Υποβολή και προφορική υποστήριξη (20–25 λεπτά) ενώπιον της επιτροπής.
- Φάση 8 — Αξιολόγηση: επιστημονική επάρκεια, πρωτοτυπία, ποιότητα παρουσίασης, βιβλιογραφική κάλυψη. Η έγκριση απαιτεί ≥5/10 από τουλάχιστον 2 από τα 3 μέλη της επιτροπής.
- Φάση 9 — Υποχρεωτική κατάθεση στο ιδρυματικό αποθετήριο του Πανεπιστημίου Νημερτής.