生命科学部Faculty of Bioscience and Applied Chemistry
PPE200YD（生産環境農学 / Plant production and environmental agriculture 200）植物バイオテクノロジー概論General Plant Biotechnology
川合 伸也Shinya KAWAI
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | 生命科学部Faculty of Bioscience and Applied Chemistry |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2021 |
| 授業コードClass code | H8021 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 春学期授業/Spring |
| 曜日・時限Day/Period | 火1/Tue.1 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 |
| 教室名称Classroom name | |
| 配当年次Grade | |
| 単位数Credit(s) | |
| 備考（履修条件等）Notes |
成績優秀者の他学部科目履修制度で履修する学 生：教員の受講許可が必要(オンライン授業の場合は、学習支援システムで許可を得るようにする) |
| 他学部公開科目Open Program | |
| 他学部公開（履修条件等）Open Program (Notes) | |
| グローバル・オープン科目Global Open Program | |
| 成績優秀者の他学部科目履修制度対象Interdepartmental class taking system for Academic Achievers | ○ |
| 成績優秀者の他学部科目履修（履修条件等）Interdepartmental class taking system for Academic Achievers (Notes) | |
| 実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
| SDGsCPSDGs CP | |
| アーバンデザインCPUrban Design CP | |
| ダイバーシティCPDiversity CP | |
| 未来教室CPLearning for the Future CP | |
| カーボンニュートラルCPCarbon Neutral CP | |
| 千代田コンソ単位互換提供（他大学向け）Chiyoda Campus Consortium | |
| カテゴリー＜生命科学部＞Category | 学部共通科目 |
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Outline (in English)
This course provides students with basics and applications of plant biotechnology and plant molecular biology. The topics covered are both principles of plant transfoemation and cell fusion methods and their applications. Students will learn to recognize the statistics of genetically modified foods in Japan and the world, stress tolerance, pytoremediation, and flower color alternation.
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的（何を学ぶか）Outline and objectives
この授業は対面授業が始まるまで、google drive上に保存された講義録画を受講してください。アドレスは
https://drive.google.com/open?id=14NaLe2xYlrEu-GrKZYYJOgxzsIDR7mNX
です。
植物バイオテクノロジーは、最先端の生命科学を基盤として、21世紀における人類の食料の確保、燃料や薬品などの有用物質の生産、木材や繊維の生産、地球環境の保全と改善などに幅広く役立つ画期的な生物工学技術である。本授業では、植物バイオテクノロジーの背景、基礎、応用についての専門基礎的な知識を広く身につける。
到達目標Goal
1 細胞融合・遺伝子組換え植物の作製法の原理を理解できる。
2 個別の遺伝子組換え作物が開発された背景、導入された遺伝子と新たな形質との関係を理解できる。
3 New Plant Biotechnologyとして、植物のゲノム編集、ウイルス・ベクターの利用の利点を理解できる。
4 食品の安心と安全の違いと科学的な安全性評価を理解できる。
Learners who successfully complete this course will be able to:
・Recognize breeding methods of transgenic plants and cell fusants
・Recognize down- and up-regulations of plant genes and gene disruption methods
・Recognize genome editing methods and application of virus vectors
・Recognize principles and mechanisms of genetically modified foods and phytoremediation
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか（該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連）Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
DP2
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)（学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. ）
この授業を対面授業、オンライン授業にするかは、そのときの状況により決める。
リアクションペーパー提出や課題等の提出は「学習支援システム」を通じて行う。
アクティブラーニング（グループディスカッション、ディベート等）の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
なし / No
フィールドワーク（学外での実習等）の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
第1回：導入編
Introduction
遺伝子組換え作物の栽培の現状と、遺伝子組換え作物と慣行栽培や有機栽培との比較
Statistics of genetically modified foods, comparison to non-genetically modified foods, and regulations.
第2回：基礎編1
Basics 1
組織培養と細胞融合と遺伝子導入系（パーティクルガン法）
Structure of plant cell, totipotency of plant cell, dedefferentiation and redifferntiation, tissue culture and plant hormones, cell fusion and cybrid, principles of plant genetic engineering, and particle gun.
第3回：基礎編2
Basics 2
遺伝子導入系（アグロバクテリウム法）と導入された遺伝子の選択系と複製系とカルスからの個体再生系
Transformation methods with binary vectors of Agrobacterium, including the selection and regeneration systems.
第4回：基礎編3
Basics 3
アグロバクテリウム法とパーティクルガン法の比較、マーカーフリー組換え体の作出法
comparison between Agrobacterium and Particle gun methods, and Selective marker-free transgenic plants.
第5回：基礎編4
Basics 4
ゲノム編集(ZFNとCRISPR-Cas9)と遺伝子発現抑制法(遺伝子破壊法とRNAi)とCRES-T法による遺伝子発現抑制、T-DNA taggingとその利点
Principles and applications of reverse genetics and genome editing, and T-DNA tagging method.
第6回：応用編1-1
Application 1-1
第一世代組換え食品：エチレン生合成制御による果実の成熟制御とBtなどによる害虫抵抗性
Control of fruit riping by down-regulation of ethylene synthesis, insect tolerance.
第7回：応用編1-2
Appliction 1-2
第一世代組換え食品：除草剤耐性作物１・・・耐性化機構の分類とグリフォセート耐性、グルフォシネート耐性、・スルフォニルウレア系除草剤耐性と選択的遺伝子置換、ブロモキシル耐性、2,4-D耐性、イソキサフルトール耐性
Herbicide tolerance (glyphosate, glufosinate, sulfonylurea, 2,4-D).
第8回：応用編1-3
Appliction 1-3
第一世代組換え食品：ウイルス抵抗性及びディフェンシン生産作物、barstarとbarnaseを用いた雄性不稔作物
Pest tolerance (over-production of viral coat protein, RNA degradation by PTGS, R gene, chitinase, plant defensine) and Pest tolerance (over-production of viral coat protein, RNA degradation by PTGS
第9回：応用編1-4
Application 1-4
第二世代組換え食品：ゴールデンライス、ビタミンE強化ダイズ、油脂の改変、デンプンの改質、スギ花粉症緩和米、経口ワクチン含有作物
The second generation of genetically modified foods (Golden Rice、oleate rich soy bean、tryptophan rich rice, ferritin-containing rice、rice to repress choresterol、low allergen-containing rice,
第10回：応用編2-1
Application 2-1
花色と改変１・・・植物色素の種類と青色の発現機構とデルフィニジン生合成による花色改変
Alternation of flower color (pigments of flower, pH theory, metal chelete theory, copigment theory, anthocyanidin biosynthetic pathway, delphinidin, F3'5'H, blue carnation and rose).
第11回：応用編2-2
Application 2-2
花色と花型の改変２・・・オーロン生合成による花色の改変と花のABCモデルと花型の改変、FTとTFLによる開花制御
Control of flowering (leafy, FT, TFL, and ALSV)and flower shapes(leafy, needly, ABC model, superman)
第12回：応用編3
Application 3
ストレス耐性植物（低温耐性）・・・ホスファチジルグリセロールの改変と脂肪酸の改変と適合溶質と活性酸素除去、（乾燥・浸透圧耐性、重金属耐性）・・・適合溶質と活性酸素除去、鉄欠乏耐性、亜硫酸ガス耐性植物
Stress tolerance 1(cold, drought, freezing, salinity, high temperature, inhibition of photosynthesis, compatibe solutes, GPAT, phosphatidyl glycerol, light
第13回：応用編4
Appliction 4
植物による環境浄化・・・水銀浄化と重金属超蓄積植物、ファイトケラチン、ハロゲン置換炭化水素や芳香族化合物浄化作物、排気ガス浄化作物
Air pollution tolerant plants, tolerance to iron-deficience (mugineic acids) and Phytoremediation (phytochelatin, mercury tolerance, arsenic tolerance, heavy metal tolerance, volatile envir
第14回：総括
Conclusion
全体の復習と練習問題の解説
Conclusion
授業時間外の学習（準備学習・復習・宿題等）Work to be done outside of class (preparation, etc.)
【本授業の準備・復習等の授業時間外学習は、4時間を標準とする】参考書などによる予習および復習が必要である。授業のパワーポイント資料を授業支援システムにアップロードしておくので各自ダウンロードして予習するとともに、授業にはダウンロードしたPCを持参する。分子生物学や遺伝子工学の基礎を既に理解しているという前提で授業内容を組んでいるので、授業中に簡単には説明するが、それらの分野の知識が足りないと自覚したら、自習する。
In addition to the class, students are recommended
テキスト（教科書）Textbooks
教科書を使用しない。パワーポイント資料が実質的な教科書である。パワーポイントのファイル自体を授業支援システムから各自ダウンロードして勉強する。なお、授業の終盤には、出題する可能性の高い問題をアップロードしておく。
None
参考書References
*植物の生化学・分子生物学（Buchanan, B.B.ら 編, 杉山 達夫 監修), 学会出版センター, 2005.
*Wikipedia 遺伝子組み換え作物（川合が大部分を書き込み編集したので、授業内容の理解に役立つ。(http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%81%BA%E4%BC%9D%E5%AD%90%E7%B5%84%E3%81%BF%E6%8F%9B%E3%81%88%E4%BD%9C%E7%89%A9)
成績評価の方法と基準Grading criteria
試験100%。配布のプリント、参考書など、ノート、プリントアウト等の紙類及び通信機能のない電子辞書の持ち込み可。また、授業最終回には、試験の傾向と対策についての説明を行う。
test (100%). At the exam, you can bring and read books, printouts and notes.
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
・ゆっくり話すようにする。
・アンケートでは授業レベルはこのままで良いという意見と高度すぎるという意見に分かれているので、解説を増やすとともに授業内容の厳選を行う。
・量が多過ぎる(範囲が広すぎる)という批判があるが、この授業は概論であり、所々内容を深く講義することはあっても、広く浅く講義せざるを得ない。予習復習したり発展的に勉強したりする上で書籍をできるだけ購入しなくてもすむように関連情報も載せているし、リンク先もパワーポイントファイルに埋め込んである。
・特に重要なスライドについては、授業中に注意喚起
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
授業支援システムに授業用のパワーポイント資料をアップロードしているので、パワーポイントまたは互換性のあるソフトウェアをインストールしてあるパソコンを持参すること。
その他の重要事項Others
講義内容は必要に応じて変更することがある。質問等は授業中や授業終了後に行うことが望ましいが、メール(skawai@cc.tuat.ac.jp)でも受け付ける。その際、用件と所属をタイトルに記入すること。