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写真 植物系統分類学研究室
高等植物や菌類(キノコ類)の多様性や進化の歴史、種分化過程の解明をめざした研究を進めています。フィールドでの標本資料の収集や調査・研究を大切にし、それらを分子生物学的、細胞学的、あるいは形態学的解析など実験室での解析手法と結びつけながら植物多様性を解明・理解することを目標にした研究取り組んでいます。同時に牧野標本館・植物標本庫の維持管理も行っています。
教 員
教 授 村上 哲明 e-mail
准教授 菅原 敬 e-mail
准教授 角川 洋子 e-mail
助 教 加藤 英寿 e-mail
陸上植物と菌類の系統分類・種分類・種分化
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Asarum cordifolium 及び近縁種の系統
 我々のみのまわりにはたくさんの植物や菌類が生育していますが,それらは自然のなかでどんな分類学的まとまりをもって存在し,どのような分類学的取り扱いをすべきか,そして分類群相互はどのような進化の道筋をたどってきたのか,また個々の種がどのような種分化過程を経て成立してきたかを探るための研究です.
 現在研究の対象としている主な植物は,チャセンシダ属,ホウビシダ属,ゼンマイ属,ネコノメソウ属,ユキノシタ属,カンアオイ属,シオガマギク属,シロテツ属などですが,問題や課題の残る植物群には積極的に取り組んでいます.解析手法も多くの標本資料を基礎にした形態学的比較研究はもちろんのこと,DNAの塩基配列レベルの解析、染色体の比較やアロザイム分析など,様々な研究手法を駆使して進めています.
 さらに、これまで主として形態情報だけをもちいて認識・記載がされてきた種(species)についても、DNAレベルの分子情報を最大限に活用する試みを始めています。これに人工交配実験や生態観察なども組み合わせることで、自然界に実在する生物学的実体を伴った種(=生物学的種)を効率よく認識できると考えています。実際に、携帯の単純なコケ、シダ、キノコなどでは1つの種と思われていたものに数十以上の生物学的種が含まれていることが明らかになりました。
維管束植物の分子植物地理学的研究
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 日本列島にはたくさんの植物がそれぞれ固有の地理的分布域をもって生育していますが,それらの分布域がどのように形成されてきたかを現在みられる種内の遺伝的変異の情報をもとにして探る研究です.特にDNAの塩基配列レベルの遺伝的多様性に着目して,この課題の解明に取り組んでいます.現在研究の対象としている主な植物は日本の高山帯で特異的に分化した植物(例えばヨツバシオガマやミネズオウ),暖温帯に生育するカンアオイ属植物,ボタンボウフウ,ハマウド,ホルトノキなど,あるいは冷温帯に生育するブナ,ツリバナ,ウワミズザクラなどです.
 さらに、これらの地域に分布する特定の植物種を寄主とする昆虫(たとえば、シイを寄主とするシイシギゾウムシやノミゾウムシ)のミトコンドリアDNA多型情報を活用して、寄主植物の分布域の歴史的形成過程を明らかにする研究もしています。これは昆虫のミトコンドリアDNAの分子進化速度は、植物の葉緑体やミトコンドリア、あるいは核DNAよりも分子進化速度が10〜100倍早く、より多くの情報が取り出せるからです。また、このように植物と昆虫、あるいは植物と菌類の両方の分子生物地理学的研究を行うことで共生系がどのように進化してきたかを明らかにすることも出きると考えています。
花形態の多様性と進化
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異型花柱性を示すオガサワラボチョウジ
 被子植物の花を注視するとその形態は実に多様であることがわかります.複雑でカラフルな花をつける種,雄蕊や雌蘂の高さが異なる二型の花(異型花柱性)をつける種,両性個体や雌個体,あるいは雄個体が共存する非対称な性型を示す種など,様々です.このような花の多様性,あるいは性の多型性にどんな意味があり,そしてどう進化してきたのかを探る研究です.野外での開花フェノロジ?の調査,送粉昆虫や送粉様式の調査,受粉実験や交雑実験などを駆使して課題に取り組んでいます.小笠原諸島固有植物オガサワラボチョウジやムニンハナガサノキ,あるいは山地生のイヌヤマハッカ属,ツルアリドウシ,ナデシコ科植物などを対象にしています.
最近の研究業績
  1. Shinohara, W., Hsu, T. W., Moore, S. J. and Murakami, N. (2006) Genetic analysis of the newly found diploid cytotoype of Deparia petersenii (Woodiaceae: Pteridophyta): Evidence for multiple origins of the tereploid. Int. J. Plant Sci. 167: 299-309.
  2. Seo, A., Nobushima, F. and Murakami, N. (2005) Genetic status of Angelica japonica var. boninensis (Umbelliferae) distributed in the Bonin and the Daito Islands. Acta Phytotax. Geobot. 56: 173-182.
  3. Yatabe, Y., Murakami, N. and Iwatsuki, K. (2005) Claytosumuda; a new subgenus of Osmunda (Osmundaceae). Acta Phytotax. Geobot. 56: 127-128.
  4. Aoki, K., Kato, M. and Murakami, N. (2005) Mitochondrial DNA of phytophagous insects as a molecular tool for phylogeographic study of host plants. J. Plant Res. 56: 55-69.
  5. Okuyama, Y., Fujii, N., Wakabayashi, M., Kawakita, A., Ito, M., Watanabe, M., Murakami, N. and Kato, M. (2005) Nonuniform concerted evolution and chloroplast capture: Heterogenity of observed introgression pattern in three molecular data partition phylogenies of Asian Mitella (Saxifragceae). Mol. Biol. Evol. 22: 285-296.
  6. Seo, A., Watanabe, M., Hotta, M. and Murakami, N. (2004) Geographical patterns of allozyme variation in Angelica japonica (Umbelliferae) and Farufugium japonicum (Compositae) on the Ryukyu Islands, Japan. Acta Phytotax. Geobot. 55: 29-44.
  7. Aoki, K., Suzuki, T., Hsu T.W. and Murakami, N. (2004) Phylogeography of the component species of broad-leaved evergreen forests in Japan, based on chloroplast DNA variation. J. Plant Res. 117: 77-94.
  8. Aoki, K. , Hattori, T. and Murakami, N. (2004) Intraspecific sequence variation of chloroplast DNA among the component species of evergreen broad-leaved forests in Japan II. Acta Phytotax. Geobot. 55: 125-128.
  9. Okuyama, Y., Kato, M. and Murakami, N. (2004) Pollynation by fungus fnats in four species of the genus Mitella (Saxifragaceae). Bot. J. Linn. Soc. 144: 449-460.
  10. Miwa, H., Hsu, T. W., Cheng, X. , Suhara, J. and Murakami, N. (2004) Molecular systematic study of Asian Conocephalum japonicum (Hepaticae). Acta Phytotax. Geobot. 55: 9-18.
  11. Dohzono, I., Suzuki, K. and Murata, J. (2004) Temporal changes in calyx-tube length of Clematis stans (Ranunculaceae): a strategy for pollination by two bumble bee species with different proboscis lengths. Amer. J. Bot. 91: 2051-5059.
  12. Kato, H., Yamane, S. and Phengklai, C. (2004) Ant-colonized domatia on fruits of Mucuna interrupta (Leguminosae). J. Plant Res. 117: 319-321.
  13. Oginuma, K., Yokota, M. and Sugawara, T. (2004) Cytological study of two species of Myoporum (Myoporaceae) in Japan. Chromosome Science 7: 15-18.
  14. Oohara, T., Serizawa, S. and Wakabayashi, M. (2004) A new species of Prunus (Rosaceae) from the Tama Hills, West Tokyo, Japan. J. Jpn. Bot. 79: 343-349.
  15. Sugawara, T., Watanabe, K., Kato, H., and Yasuda, K. (2004) Dioecy in Wikstroemia pseudoretusa (Thymelaeaceae) endemic to the Bonin (Ogasawara) Islands. Acta Phytotax. Geobot. 55: 55-61.
  16. Fujii, N. (2003) Chloroplast DNA phylogeography of Pedicularis resupinata (Scrophulariaceae) in Japan. Acta Phytotax. Geobot. 54: 163-175.
  17. Ohi, T., Wakabayashi, M., Wu, S.G. and Murata, J. (2003) Phylogeography of Stachyurus praecox (Stachyuraceae) in the Japanese Archipelago based on chloroplast DNA haplotypes. J. Jpn. Bot. 78: 1-14.
  18. Sugawara, T. (2003) Morphological and cytological variation in Asarum fauriei (Aristolochiaceae) in central and northern Honshu, Japan. Acta Phytotax. Geobot. 54: 149-162.
  19. Soc. Him. Bot. Tokyo.
  20. Osaloo, S.k., Maassoumi, A.A. and Murakami, N. (2003) Molecular Systematics of the Genus Astragalus L. (Fabaceae): Phylogenetic analyses of nuclear ribosomal DNA internal transcribed spacers and chloroplast gene ndhF sequences. Plant Syst. Evol. 242: 1-32.
  21. Shinohara, W., Takamiya, M. and Murakami, N. (2003) Taxonomic study of Japanese Deparia petersenii (Woodsiaceae) based on cytological and molecular information. Acta Phytotax. Geobot. 54: 137-148.
  22. Miwa, H., Suhara, J., Kitagawa, N. and Murakami, N. (2003) Biosystematic study of Japanese Conocephalum japonicum (Hepaticae) based on rbcL sequence and allozyme data. Acta Phytotax. Geobot. 54: 37-48.
  23. Aoki, K., Suzuki, T. and Murakami, N. (2003) Intraspecific sequence variation of chloroplast DNA among the component species of evergreen broad-leaved forests in Japan. J. Plant Res. 116: 337-344.
  24. Yatabe, Y. and Murakami, N. (2003) Recognition of cryptic species in the Asplenium nidus complex using molecular data. Telopea 10: 487-495.
©2015 Department of Biological Sciences, Tokyo Metropolitan University