当館は茨城大学と連携・協力して、茨城大学大学院農学研究科資源生物科学専攻（修士課程）および東京農工大学を主幹校とした茨城大学および宇都宮大学の3大学で構成される東京農工大学連合大学院植物生産学専攻（博士課程）の大学院生に対して研究指導を行っています。
当館では他の研究機関にはない膨大な生きた植物、あるいは植物乾燥標本のコレクションがあります。そのコレクションと蓄積された知見を生かして、二次代謝成分、DNA、染色体、外部形態を指標とした植物の系統分類学的研究、および環境に対する適応や多様化に関する研究を行っています。これらの研究について国立科学博物館の研究者から指導を受けることが出来ます（修士課程と博士課程）。
現在、指導を担当している研究者は3名で、茨城大学大学院及び東京農工大学大学院の併任教員になっています。詳しい研究内容などは下記を参考にして下さい。
●國府方 吾郎 客員教授
琉球列島の絶滅危惧植物を主な対象として、形態、分子データを用いた系統分類研究・東アジアにおける植物地理学的研究を行っています。
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●田中 伸幸 客員教授
大型単子葉類であるショウガ目のカンナ科やショウガ科の分類学的研究や有用植物学的研究を行っています。また、東南アジアをフィールドとして、熱帯アジア地域の植物インベントリー研究を行っています。
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●村井 良徳 客員准教授
植物に広く分布するアントシアニン色素やフラボノイドなどのポリフェノール化合物を各種植物から分離同定し、植物におけるそれらの機能、例えば、花色発現や紫外線防御、植物の分類や系統との関わりなどを研究しています。
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●水野 貴行 客員准教授
園芸植物および有用資源植物を対象として、フラボノイドなどの天然物の分離、同定を行うとともに、花の色など、天然物の生体内での役割や機能を明らかにする研究を行っています。
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