東京大学大学院農学生命科学研究科・農学部

温室と植物工場を、より合理的で持続的なものとするために

　植物と環境との関係を研究しています。主な応用先は、温室や人工光型植物工場（以後、単に植物工場）における植物生産です。これらの施設には、露地（野外）とは異なり、地上部の光の強さ、気温、二酸化炭素濃度や、地下部の養水分含量などの環境要素を制御することで、植物の生育を一定程度コントロールできるという特長があります。一方、生産のために少なくないエネルギーを投入する必要があり、コストも高いなどの課題もあります。今後、持続可能な農業・生物産業を確立する上で、温室と植物工場をどのように発展させるべきなのか、またそれらは互いにどう役割分担すべきなのか、といった問題意識を持っています。
　現在の主要な研究テーマとして、温室については、時々刻々と変化する温室内の光環境などの環境要素に対する植物の応答を理解することで、温室の環境調節をより高度で効率的なものとすることを目指しています。温室内の環境要素変動の影響を、実験室内で再現して調べるためのツールや方法論の開発も進めています。植物工場については、食料を生産するだけでなく、ワクチンや抗体といったバイオ医薬品原材料などの付加価値の高い物質を植物を介して生産することを想定し、必要な研究開発を行なっています。いずれの研究でも、環境を精確に計測・制御する環境調節工学と、その制御環境に対する植物の応答を解析する植物科学の両方の手法を活用することが特色です。

温室・植物工場の研究を通じて、農業への工学的アプローチを学ぶ

　学部では、温室・植物工場に関する基礎知識から最近の研究例・実用例まで、多様なトピックについて講義する「植物環境システム学」と、環境計測および植物の環境応答に関する「生物環境工学演習」「生物・環境工学実験II」を担当しています。大学院では、主にグループワークやプレゼンを通じて温室・植物工場の将来のあり方を考える「生物環境工学特論」を開講しています。
　私の所属する生物環境工学研究室には、温室・植物工場における環境調節の研究について半世紀以上の伝統があり、有形・無形の蓄積があります。研究開発の歴史的経緯から最先端の取組みまで、また施設園芸からバイオ医薬品生産まで、体系的にかつ幅広く学ぶことができると思います。温室・植物工場は、農業に対する工学的アプローチを学ぶ格好の題材でもあります。東京大学で温室・植物工場について学びたければ、ぜひ当研究室を候補の1つとして検討してみて下さい。
　特に植物工場については、一般的に知られてきたのが比較的最近であることもあり、ネットで検索すると毀誉褒貶が見つかります。学生のみなさんには、世間での評判はある程度把握しつつも、学術的に正確な知識を得て、長所も短所も深く検討した上で、真に有効な活用法を自分なりに考えてほしいと思います。テクノロジーに対するこのような姿勢は、この分野に限らず、科学技術の応用分野の多くで有用なはずです。

植物工場を利用した有用タンパク質生産と、施設園芸作物の光合成・生育に関する研究

　一過性遺伝子発現法や遺伝子組換え植物を用いて、植物個体を利用して有用タンパク質（医薬品、試薬、化粧品等の原材料）を生産する技術、特に上流工程、すなわち植物工場における植物栽培・環境制御、減圧浸潤処理等について、知見やノウハウを持っています。植物を利用した、このような「超」高付加価値物質生産技術は、植物工場の用途拡大の方向性として有望であり、今後の発展に貢献したいと考えています。
　また、植物の光合成に関しても長い研究経験があります。手法としては、LI-6800/6400を用いた個葉のガス交換速度の測定、C3光合成モデルによるデータ解析、PAMによるクロロフィル蛍光解析、光合成系色素（クロロフィルなど）・タンパク質（Rubiscoなど）定量などの生化学分析、個体の生長解析などを実施してきました。応用例としては、環境要素や栽培条件に対する光合成応答の解析、品種間差の分析などが考えられます。
　施設園芸作物、特に果菜類について、環境制御、栽培管理、育種等に関連した、作物生育モデルの考え方を応用した生育・収量解析についても興味があります。温室での栽培データをお持ちの公設試験研究機関等の方で、共同研究の可能性がありましたら、お気軽にご相談下さい。