植物の限りない可能性を探求し、持続可能な社会を創ります

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教育(Education)

カリキュラムの特色 副専攻 資格 教育研究フィールド 進路・就職
受験生および応用生命科学類1回生の皆さんへ


カリキュラムの特色

植物バイオサイエンス課程では、植物をはじめとした生物のしくみを遺伝子、タンパク質、代謝物といった分子が形作るシステムとして理解し、生物資源の生産・利用や環境保全に応用する能力を養うことを教育目的としています。バイオサイエンス・バイオテクノロジーに関わる広範な領域で活躍できる人材を育成しています。

課程配属後の2年次には細胞分子生物学、ゲノム生物学、植物生理学、基礎微生物学、植物病理学、一般遺伝学、生物統計学などの講義を通して基礎的な知識を身につけます。また、遺伝子組換えをはじめとしたバイオサイエンス・バイオテクノロジーの研究手法を広く扱う基礎実験 (動画: OPU Channelへ) と、野外での植物のパフォーマンスを解析するフィールド実習により、実践的な能力を養います。
3年次になると、植物分子育種学、機能ゲノム科学、土壌・植物栄養学、食品保蔵・添加物論などより専門的な講義、分子生物学・生化学・分析化学の実験や情報処理演習により、専門知識と技術を身につけます。3年次後期には9つの研究グループのうちの1つに加わり大学院生とともに演習を始めます。
4年次には卒業研究としてバイオサイエンスの基礎研究やバイオテクノロジーを駆使した開発研究を行います。
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講義や実験実習などのカリキュラム外でも、各教員の国内外の共同研究者によるオープンセミナーが頻繁に開催されており、最先端の研究に触れたり英語でコミュニケーションする機会があります。また、2年生歓迎会、収穫祭、卒業パーティー、海外からのゲストとの交流会など様々な機会に学年や研究グループを超えて交流し、和気あいあいとした雰囲気で教育・研究を進めているのも特色です。

シラバス(全学サイトへのリンク)
植物バイオサイエンス課程カリキュラム紹介(カリキュラムマップへのリンク)
学域入試情報(全学サイトへのリンク)

 


副専攻

植物バイオサイエンス課程では、副専攻として二つのプログラムを履修することができます(抽選になることもあります)。

植物工場科学プログラム

近年普及拡大が進んでいる植物工場に関わる専門技術者を養成するための教育プログラムです。植物工場では工学系の知識と生命環境科学系の知識の両方を兼ね備えた人材が必要とされていることから、植物バイオサイエンス課程と緑地環境科学類および工学域機械系学類機械工学課程が合同で実施しています。人工光型植物工場に特化した研究拠点として世界有数の規模と設備を誇る大阪府立大学植物工場研究センターや国内の他の植物工場研究拠点における実習と講義を組み合わせた実践的なプログラムです。

食生産科学プログラム 

獣医学類と共同した教育プログラムです。「食料」の生産から加工、流通、消費に至る国内・国外の経路における複雑なフード・システムの現状やリスク分析を行い、同時に、リスク・マネージメントの実例を「食」に関する行政機関や「食」関連施設などで、体験的に学ぶことができます。講義科目では、植物バイオの科目から食品保蔵・添加物論やLMO管理など、獣医学類の科目から毒性学Aや獣医公衆衛生学などを履修します。国際食料流通演習では中国・タイ・オーストラリアにおいて1週間程度の海外研修を行い、海外で生産された食糧がどのような経路を辿り国内へ輸入・流通されるのか、またその間の衛生管理の実態はどうなっているのかを学びます。

(食生産科学副専攻HPへ
(全学HPミチテイク,副専攻「食生産科学」タイ訪問演習レポートへ)

 


資格

課程で取得できる主な資格です。

・中学校教諭一種免許状(理科)
・高等学校教諭一種免許状(理科・農業)
・食品衛生管理者
・食品衛生監視員

 


教育研究フィールド(連携)

食や環境に役立つ植物の開発や利用のためには、実際の生産の場での植物の振る舞いや機能を知る必要があります。教育研究フィールドには実験圃場や温室のほか資源植物園やビオトープもあり、資源植物の収集・評価・保存、有用資源植物の特性評価、環境影響評価などの教育・研究への支援を行っています。また、卒業研究、大学院生の研究や地域に密着した産学連携プロジェクト研究の場としても広く利用されています。

教育研究フィールドHPへ

 


植物バイオサイエンス課程の学生・大学院生のキャリアパス

進路・就職

植物バイオサイエンス課程の学部生の多くは本学大学院応用生命科学専攻に進学し、専門性を深めます。卒業生・修了生の多くは、最先端のバイオサイエンスの専門性を生かして食品・醸造や化学・製薬会社に研究職として就職したり、育種学・病理学・栽培生理学などの専門性を生かして国・都道府県など行政機関や種苗・農薬・肥料・農業機械/設備の会社に専門技術職として就職しています。博士後期課程に進学し、博士号を取得して生命科学の研究者として世界で活躍しているOBも多数います。

進路・就職のページへ

 


受験生および応用生命科学類1回生の皆さんへ

応用生命科学類では、2年次から植物バイオサイエンス課程と生命機能化学課程に分かれます。1年時には基礎的な科目を中心に学びますが、前期に開講される生命環境科学概論にて両課程の教授陣の研究内容を知ることができます。後期には両課程の教員による課程配属説明会と先輩学生による相談会が開催されます。植物バイオサイエンス課程ではH30年度より後期に教養科目(選択)「植物バイオサイエンスへの招待」を開講し、最先端の研究トピックスを紹介するほか、植物工場や教育研究フィールドも案内します。これらの機会を生かして課程を選択してください。個別の研究室訪問や入学/配属に関する相談も随時受け付けていますのでお気軽に連絡ください。

研究(Science & Technology)

私達は、植物を食材として消費しているだけでなく、衣料や建築物の材料としたり、さらに、植物成分を燃料や医薬品などの原料として利用しています。地球上には約30万種の植物が知られており、寒冷地や乾燥地など極限環境下で生育する植物もあります。多様な植物はそれぞれ多様な遺伝子や多様な代謝物を持っており、その中には未知の有用遺伝子や有用代謝物が残されています。私達は、多様な植物および植物に付随する多様な微生物がもつ能力を遺伝子・代謝物・細胞・個体レベルで明らかにし、そして、その能力を有効利用する技術や栽培法を開発して持続可能な社会を拓くことを目的に研究を行っています。

 

研究の特色

植物バイオサイエンスには10の研究グループがあり、植物や微生物の能力を分子生物学的に解明する基礎研究から、それらの能力を利用した革新的な技術開発を行う応用研究まで、幅広い研究を展開しています。

遺伝子組換え・ゲノム編集といったバイオテクノロジー、ゲノム解析・メタボロミクス(代謝物一斉分析)・バイオイメージングなどの最新手法、そしてバイオインフォマティクス(生物情報学)に強いのが特色です。
もちろんフィールドや植物工場での植物栽培は得意です。

一般企業、各省庁の研究機関、各都道府県の研究機関、そして、海外の大学などとの共同研究も盛んに行っています。

 

研究テーマ(研究タイトルをクリックすると研究内容に移動します)

▶️ スマートセルインダストリー・バイオ燃料

▶️ 寄生雑草防除法の開発

▶️ 遺伝子発現制御メカニズム

▶️ 栄養価を高めたナスの分子育種

▶️ 栄養素輸送体(トランスポーター)の制御機構

▶️ 細胞分裂のライブイメージング

▶️ 細胞内温度のイメージング

▶️ 細胞の力学応答機構

▶️ 光合成変換エンジン効率化計画と光合成産物ハイウェイ計画

▶️ バイオビッグデータサイエンス

▶️ 植物の環境記憶メカニズム

▶️ 生殖隔離メカニズム

▶️ 循環型農業技術の開発

▶️ ウイルス感染植物の発病機構

▶️ 植物のストレス応答

▶️ 植物工場

▶️ 機能性成分

 

各研究テーマの内容

スマートセルインダストリー・バイオ燃料

化石資源に依存しない社会のために、植物の潜在力を利用する技術を開発しています。具体的には、高度に機能がデザインされ、機能の発現が制御された生物細胞(スマートセル)による有用物質生産や、高機能組換え植物組織培養によるビタミンD3高効率生産技術の開発、ワックスエステル高含有ユーグレナを開発です。

(代謝機能学グループHP研究内容へ)

寄生雑草の防除法の開発

HIV・マラリアとならぶアフリカの課題である寄生雑草の問題を解決するために、寄生雑草発芽メカニズムの生化学的な理解、ターゲットとする代謝経路の決定と代謝酵素の同定・機能解析、酵素阻害剤のスクリーニングと化学構造の最適化を行っています。

(代謝機能学グループHP研究内容へ)

遺伝子発現制御メカニズム

近年の研究により、RNAは転写からタンパク質合成、タンパク質輸送までの遺伝子発現のほぼ全ての段階に関与する機能性分子であることが明らかになってきました。私達は、RNAの転写レベルでの制御機構(転写型遺伝子サイレンシングと呼ばれています)や、細胞内で機能性分子として働く低分子RNA(マイクロRNA)の生成・機能を包括的に理解することを目的に研究を行っています。

(植物分子育種学グループHP研究内容へ)

栄養価を高めたナスの分子育種

リコピンやβカロテンといった健康に良いカロテノイドを実に蓄積するナスを遺伝子組み換え技術により作ろうと考えています。ナスは私たち日本人にとって馴染みの深い野菜で古くから食されており、様々な料理法があります。しかし、残念ながらナスにはこれといった栄養がありません。もし、トマトに多く含まれるリコピンやニンジンに多く含まれるカロテン(カロチン)を含むナスが出来れば、栄養価が高まると期待できます。

(植物分子育種学グループHP研究内容へ)

栄養素輸送体(トランスポーター)の制御機構

世界の耕作地の大部分は栄養欠乏や有害元素蓄積などの問題を抱えています。私たちは栄養利用効率の高い作物や有害元素の吸収を低減した作物の作出に向けて、分子生物学・細胞生物学的手法を駆使した研究を進めています。特に栄養素(ミネラル)の膜輸送を担うトランスポーターについて、細胞内で適材適所に配置されるメカニズムや環境に応答して量が調節されるメカニズムの解明を進めています。

(植物栄養学グループHP研究内容へ)

細胞分裂のライブイメージング

ライブセルイメージングとは、緑色や赤色などの蛍光タンパク質を使って、生きた細胞内の様々なタンパク質の動きや働きをリアルタイムで追跡できる画期的な手法です。基礎研究から創薬、安全性試験に至る幅広い分野で注目を集めており、このライブセルイメージングの手法を用いて細胞が生きたままの状態で薬や食品成分の働きを評価しています。

(細胞分子生物学グループHP研究内容へ)

細胞内温度のイメージング

温度は生物にとって最も重要な物理量であり、細胞の働きも、環境温度の変化によって大きな影響を受けます。また、吸熱や発熱を伴うさまざまな化学反応は、細胞内の温度を局所的に変化させる可能性があります。私たちは、細胞内の温度を見る独自の技術により、温度という新しい観点からさまざまな細胞の機能を理解する研究を行っています。

(細胞分子生物学グループHP研究内容へ)

細胞の力学応答機構

骨や筋肉は運動すれば強くなり、動かさないと弱くなるけれども、どういう仕組みでそうなるのか? このような質問にようやく細胞や分子のレベルで答えられるようになりつつあります。私たちは細胞骨格の研究を基に、細胞が物理的な力に応答する仕組みを研究しています。

(細胞分子生物学グループHP研究内容へ)

光合成変換エンジン効率化と光合成産物ハイウェイ計画

植物を集光装置として太陽エネルギーを利用し生産された原材料を非破壊的に生活に役立てることを目指します。例えば、寄生植物は他の生物と細胞レベルで接続を作ることのできる、全生物界でも珍しい特性を持った植物です。この寄生植物の機能を利用すれば、光合成産物を長距離輸送するパイプライン構築の可能性が拡がります。生物達の機能を模倣し、作物を伐り倒して環境破壊することなく持続的に太陽エネルギー利用できる技術基盤を作ります。

(機能ゲノム科学グループHP研究内容へ)

バイオビッグデータサイエンス

さまざまな研究を俯瞰することで、新たな視点から研究全体を眺め、それぞれの研究をグループ化することで、個々の研究からは得られない知見を発見します。生命科学のデータサイエンスにより、遺伝子の機能を知り、遺伝子の進化を知り、病気の原因を知り、健康の維持を目指します。

(機能ゲノム科学グループHP研究内容へ)

植物の環境記憶メカニズム

植物はどうやって(何をどこで感じて)生長具合を把握するのか?、植物が経験した環境条件は記憶されるのか?、その記憶は次世代に遺伝されるのか?を分子レベルで明らかにします。それにより、植物の生長速度や開花時期を人為的にコントロールしたり、異なる栽培地や時期に栽培できる可能性や品種のブランド力を損なうことなく、新形質を付与することができる可能性があります。

(遺伝育種学グループHP研究内容へ)

生殖隔離メカニズム

地球上には多数の生物種が存在しますが、それらの種は他種と交雑して混ざり合ってしまうことがないように、「生殖隔離」という仕組みを備えています。この仕組みは種の独立性を維持するために重要ですが、その一方で、異なる種を利用して植物の品種改良を行う際の大きな障害となっています。そこで、雑種致死をはじめとした生殖隔離のメカニズムを解明し、これを克服する技術の開発を目指しています。これまで利用することができなかった野生種等の遺伝資源を利用した遠縁交雑が可能になり、育種の幅が広がることが期待されます。

(遺伝育種学グループHP研究内容へ)

循環型農業技術の開発

リン資源の有効利用に関する研究
農作物の安定供給に必須であるリン肥料の原料となるリン鉱石の枯渇が予想されています。限りあるリン資源を有効に利用するためには、土壌蓄積リンの可給化を促すことや作物のリン利用率を向上させることが重要です。そのために、世界ダイズ遺伝資源からリン獲得能に優れる品種を探索したり、土壌蓄積リンの溶解に優れる微生物やリン溶解能を有する根粒菌、植物のリン吸収を助けるアーバスキュラー菌根菌の研究に取り組んでいます。
(植物栄養学グループHP研究内容へ)

タケ堆肥による難防除土壌病害の防除法の開発
全国的に放置竹林が増加し樹林荒廃などの問題を引き起こしています。竹の堆肥化は有効な解決策ですが分解が遅く利用しにくい課題がありました。私達は,竹細粉をミミズに食べさせることで植物病害抑止性をもつ培土に変える技術開発に取り組んでいます。有機農業への利用で竹材の地域循環を促す可能性があります。
(植物病理学グループHP研究内容へ)

ウイルス感染植物の発病機構

ウイルス感染による代表的な植物病に葉色が黄色や白くなる退緑症状があり、例えばキュウリモザイクウイルスという植物ウイルスに感染したトマトやキュウリでは60-70%程度まで光合成活性が減少すると報告されています。多くのウイルス感染植物では、退緑組織で葉緑体形成や光合成に働く植物の遺伝子発現が抑制されていることが分かってきています。私達は,ウイルスに感染するとどのようにして葉緑体形成や光合成に働く植物の遺伝子発現が抑制されるのかを明らかにしようとしています。

(植物病理学グループHP研究内容)

植物のストレス応答

ストレス応答に関与するペプチドに関する研究
植物は生育期間中に様々な外敵(微生物や食植性昆虫)からの攻撃を受けますが、ただやられているだけではありません。被害を受けた細胞はペプチド(短いタンパク質)を放出して周りの細胞に伝え、抗菌物質や消化阻害物質を生産して更なる被害を防ごうとします。私たちはペプチドがどのように働いて防御応答を引き起こすのか研究しています。
(食料安全科学グループHP研究内容へ)

ストレス応答と成長制御に関与する植物因子の研究
植物は、微生物感染や環境ストレスに応答するしくみを備えていますが、ストレス応答の活性化は多くの場合植物の成長を阻害します。私たちは、微生物感染による病害に対して抵抗性を増すと同時にサイズが大きくなる植物変異体の研究により、ストレスに強くかつ大きく育つ植物の作出を目指します。
(細胞分子生物学グループHP研究内容へ)

小胞体ストレス応答に関する研究
(植物分子育種学グループHP研究内容へ)

植物工場

完全人工光型植物工場での野菜生産
完全人工光型植物工場は、天候に左右されない安定した野菜生産が可能なシステムとして期待されています。しかし、設備やランニングコスト、栽培品目、露地・ハウス野菜との差別化などまだまだ解決すべき課題が多いのが現状です。私たちは植物工場研究センターを利用し、完全人工光型植物工場の黒字化を目指して企業や工学研究科との共同研究を行い、多品目栽培や高付加価値化に取り組んでいます。

(園芸生産学グループHP研究内容へ)
(食料安全科学グループHP研究内容)

機能性成分

ブドウの野生種は,着色が良好で,機能性成分を豊富に含むなど有用な特性を示し,ブドウ品質の改善に寄与する可能性があります。そこで,野生ブドウ資源の評価,資源的価値の強化,利用法や繁殖・栽培方法の検討,そして野生ブドウを活かした新品種育成を行っています。

(園芸生産学グループHP研究内容へ)

教員(Group & Faculty)

植物分子育種学 機能ゲノム科学 細胞分子生物学 代謝機能学

植物栄養学 植物病理学 遺伝育種学 食料安全科学 園芸生産学 栽培管理学


植物分子育種学グループグループHPへ

分子育種とは遺伝子組換えやゲノム編集などの遺伝子改変技術により新しい植物を開発することです。しかし、分子育種により成長を早めたりストレス耐性を付与したりして植物の潜在能力を最大限に引き出すには、遺伝子の働きについて分からないことがまだまだ沢山あります。私たちは分子育種に役立てることを念頭に、遺伝子の発現調節メカニズムについて分子生物学的手法を駆使してモデル植物を用いた研究をおこなっています。 教授  
小泉 望
准教授 
岩田雄二

 


機能ゲノム科学グループグループHPへ

ゲノムの理解に基づく研究は、生物の仕組みや成り立ちを解明し、生物の改良を何倍にも加速できるため、現代科学の基盤となっています。機能ゲノム科学研究グループでは、共生寄生による生物複合体や、動植物の表面や内部に形成されている大規模な微生物集団の機能に注目し、多様な生物集団に創発する新たな機能のゲノム科学的研究を推進します。論理的思考とバイオインフォマティクスの習熟により、様々な業界で活躍できる能力を養います。
教授  
青木 考
准教授 
尾形善之
助教  
津島綾子

 


細胞分子生物学グループグループHPへ

細胞は生物の基本単位ですが、細胞が機能する仕組み、生物を成り立たせる仕組みには、まだまだわかっていないことが多くあります。細胞分子生物学グループでは、「細胞から世界を読み解く」をキーフレーズとし、動物・植物両方の細胞を研究対象として、細胞の新しい機能を明らかにする研究を行います。さらにその知見をもとに、植物・動物の病気の発症の仕組みや、植物の生長の仕組みを明らかにします。 教授  
稲田のりこ

講師  
深田 尚

 


代謝機能学グループグループHPへ

人類社会は、生物が代謝機能によって作り出した様々な物質を、エネルギー資源や食資源として利用することで発展してきました。本研究グループでは、メタボロミクスなどの高度な分析技術を用いて、多様な遺伝子や酵素が担う未知の代謝機能の潜在能力を解明し、21 世紀の持続可能な社会の構築に貢献する研究と人材育成を目指します。 教授  
太田大策
准教授 
岡澤敦司
講師  
小川拓水

 


植物栄養学グループグループHPへ

植物は土壌からミネラル(無機栄養素)を吸い上げて育ちます。植物栄養学研究グループでは、植物とそれをとりまく土壌微生物の持つ巧妙なミネラル獲得・利用能力を、遺伝子・タンパク質 ( トランスポーターなど)・細胞・個体・フィールドにわたる幅広いレベルで探求します。そしてミネラル獲得・利用能力の高い作物の育種や新たな生産技術へ応用し、持続可能な未来の農業・環境に貢献します。 教授  
髙野順平
講師  
松村 篤

 


植物病理学グループグループHPへ

世界で毎年10 億人分の食料損失をもたらす植物の病気の防除が最終目標です。防除が難しい土壌伝染性糸状菌と植物ウイルスによる病害について基礎から応用まで体系的に研究しています。病原体の同定・分類と生態解明、発病抑止生物資材の開発、さらには発病メカニズムの解明や病原微生物の有効利用法の開発など、最新技術を駆使した研究を通して未来の植物医師を育成します。 教授  
東條元昭
准教授 
望月知史

 


遺伝育種学グループグループHPへ

生物を遺伝的に改良して新しい品種を作ることを育種と言います。世界中の植物種(多様性の高い野生種・栽培種)をもとに、持続可能な農業と社会の役に立つ植物の育成を目指しています。例えば、植物がDNA 配列を変化させずに環境の変化を次の世代に伝える「記憶」の仕組み、「開花」の仕組み、交雑を妨げる「生殖隔離」の仕組みなど、育種に関する様々な現象について、バイオエンジニアリングや分子遺伝学的な手法を使って研究しています。 教授  
横井修司
講師  
手塚孝弘

 


食料安全科学グループグループHPへ

遺伝子組換え作物に加えて、ゲノム編集技術を含む新しい植物育種技術を利用した作物の開発が進んでいます。これらの新技術を社会で活かすためには、安全性に関わるデータの提供と消費者・生産者・事業者とのリスクコミュニケーションが不可欠です。私たちは、新技術を適用することで生じる植物の変化を主に代謝産物の網羅的解析を通じて評価するとともに、科学的根拠に基づいた安全性の議論に役立てることを目指します。 教授  
佐々木伸大
准教授 
山口 夕

 


園芸生産学グループグループHPへ

野菜や果樹など園芸作物は私たちの生活に欠くことのできない重要な作物です。園芸作物は、圃場以外にもハウスや植物工場などの施設でも栽培されます。栽培や加工方法を工夫することにより園芸作物の利用価値を高めることができます。高品質・高付加価値な野菜や果物を安定して生産するための栽培技術や環境制御技術、園芸作物の貯蔵技術や加工利用技術などの開発を目指して研究します。 准教授 
塩崎修志
講師  
古川 一
講師  
和田光生

 


栽培管理学グループ

作物を安定的に生産するためには利用する作物の特性を十分に知ることが重要となりますが、加えて作物生産に利用する土地の環境の違いを把握して、環境に適した作物の選択や環境に応じた栽培管理が必要となります。本グループでは降水、日射、温度、土壌、雑草、共生生物などの種々の環境要因に対する作物の応答反応を明らかにして、作物が最大限のパフォーマンスを発揮できるような栽培管理法や生育制御技術を研究します。 准教授 
大江真道
助教 
簗瀬雅則