【目的】四川山胡椒具有重要的药用价值，开展叶绿体基因组研究对山胡椒属物种鉴定、遗传多样性分析和资源保护具有重要的理论和实践意义。【方法】基于Illumina HiSeq 2000高通量测序平台进行测序，从头组装了完整的四川山胡椒叶绿体基因组，并对其基因组结构、基因构成及序列重复和系统发育进行分析。【结果】四川山胡椒叶绿体基因组全长152 851 bp,呈典型的四分结构，共编码125个基因，其中蛋白编码基因81个，tRNA基因36个，rRNA基因8个；编码基因的鸟嘌呤和胞嘧啶碱基的出现频率GC3s为27.96%,21个最优密码子中有20个以A/U(T)结尾；27对长序列重复中，正向重复和回文重复分别占比44%和41%,长度为30 bp和33 bp的序列分别占44%和30%; 181个SSR位点中，A/T单碱基重复占68%,位于基因间区的占55%;鉴定了6个高变区(petA-psbJ、trnH-psbA、petK-psbI、ccsA-ndhD、rpl32-trnL和ycf1);系统发育分析显示，山胡椒属分为5个聚类组，四川山胡椒与黑壳楠亲缘关系最近。【结论】四川山胡椒叶绿体基因组结构保守，偏好以A或U(T)结尾的密码子；鉴定的高变区和SSR位点可作为山胡椒属物种鉴定的DNA条形码。研究结果可为山胡椒属分子标记开发、系统进化研究及优良品种选育提供参考。

通过DNBSEQ-T7测序平台对苏丹草叶绿体基因组进行了测序，并对其结构特征、系统进化关系以及密码子偏好性进行了分析。结果表明，苏丹草叶绿体基因组为典型的四分体结构，长度为140754 bp，共注释了86个CDS（蛋白编码）基因、38个tRNA（转运RNA）基因和8个rRNA（核糖体RNA）基因，缺失ccD和ycf1基因；苏丹草叶绿体基因组共检测到27个简单序列重复（simple sequence repeat，SSR）和47个长重复序列（long repeat sequence，Longrepeat）；LSC（大单拷贝）区和SSC（小单拷贝）区的核苷酸多态性显著高于IR（反向重复）区，LSC区的变异性大于SSC区和IR区，Pi（核苷酸多样性）变化范围为0-0.01852，通过Pi（≥0.01215）筛选出10个高变异区域，均位于LSC区；苏丹草及其11个近缘种叶绿体基因组密码子各位置GC含量不同，偏好以A/U结尾，平均ENC值为47.50，密码子偏性较弱；影响苏丹草及其11个近缘种密码子使用偏性的主要因素为自然选择，内部突变压力的影响较小；苏丹草叶绿体基因的最优密码子共15个（CAA、AAA、UUU、UAU、AUU、UAA、GCA、CCA、ACU、GUA、AGA、CGA、CUU、UCC、UCU），均以A、U结尾；苏丹草与高粱双色亚种Sorghum bicolor subsp. drummondii （MW999225）亲缘关系较近。本试验结果能为苏丹草分子标记的开发、遗传多样性以及进一步研究高粱属植物的保护生物学和种群遗传学提供参考。

以直穗小檗为材料进行叶绿体基因组测序和组装,分析其叶绿体基因组结构特征,并讨论系统进化关系。结果表明:直穗小檗叶绿体基因组全长167 036 b,GC含量占总碱基数量的38.16%,共编码144个功能基因;直穗小檗叶绿体基因组序列中共发现109个微卫星位点,A/T碱基组成的单核苷酸重复序列占比最高(73.4%);系统发育分析表明,直穗小檗与朝鲜小檗、黄芦木以及威宁小檗的亲缘关系更近,同时与十大功劳属的阿里山十大功劳和阔叶十大功劳聚为一支。该结果为进一步研究直穗小檗的遗传资源、物种资源鉴定和系统发育分析提供了依据。

【目的】多脉铁木是中国特有种,为浙江省珍稀濒危野生植物和极小种群保护对象。在浙江,多脉铁木的野生植株数量极其稀少,低龄个体极少,种群面临衰退。叶绿体基因组在进化过程中相对保守,可为亲缘关系分析和系统发育研究提供有用信息。本研究在组装叶绿体基因组的基础上,对序列特征进行分析,以明确多脉铁木叶绿体基因组的大小、结构和基因组成等信息;通过系统发育分析,明确其与近缘种的关系和分类地位。【方法】利用CTAB法提取多脉铁木的基因组DNA,并构建测序文库,用Hi Seq X Ten进行高通量测序,策略为双端测序;借助Novo Plasty组装叶绿体基因组;用PCR方法克隆边界序列并进行测序验证; SSR的检测采用MISA软件;利用PhyML 3. 0构建系统发育树。【结果】去除接头和低质量的序列,共得到19 869 412条clean reads。序列组装结果表明,多脉铁木叶绿体基因组的全长为159 583 bp,具一个典型的四分体结构,大单拷贝区、小单拷贝区及反向重复序列的长度分别为88 514、18 953、26 058 bp。多脉铁木叶绿体基因组中共有131个基因,其中蛋白编码基因85个、tRNA基因36个、rRNA基因8个,其中的ycf1和ycf15为假基因,它们的序列长度均短于正常基因。多脉铁木叶绿体基因组上共有58个SSR,其中单碱基重复有53个。序列比对结果表明,多脉铁木与天目铁木的相似性最高,达99. 1%,与铁木的相似性最低,为98. 7%。构建系统发育树的最佳模型为GTR+G+I,其中的AIC(赤池信息标准)和BIC(贝叶斯信息标准)分别为556 643. 629 64和556 954. 642 07。系统发育分析结果表明,12种植物在发育树上可分为两大组,桦木族的日本桤木和红桤木聚为一组,榛族的10种植物聚于另一组;多脉铁木与铁木属其他3个种聚于同一分支,支持率均为100%。【结论】在高通量测序的基础上,组装完成多脉铁木的叶绿体基因组,它与天目铁木、毛果铁木和铁木叶绿体基因组的相似性较高,在系统发育树上聚为一组。多脉铁木叶绿体基因组的组装、序列比对和系统发育分析,可为后续开展遗传结构和群体遗传多样性研究奠定基础。

【目的】根据基因组浅层测序结果，解析无毛青藤叶绿体基因组的结构、大小、基因组成、密码子偏好性、简单重复序列（SSR）位点及系统发育关系。【方法】以无毛青藤为材料，对其叶绿体基因组进行测序，组装后获得其叶绿体DNA全长序列并进行基因组特征、密码子偏好性、SSR位点及系统发育分析。【结果】无毛青藤叶绿体基因组全长为156 513 bp。其中，GC含量为39.1%。其结构包括大单拷贝区（LSC,85 225 bp）、小单拷贝区（SSC,18 779 bp）以及反向重复序列（IRs,26 254 bp）。4个区段中，IR区的GC含量最高（43.3%）,LSC区的GC含量为37.7%,SSC区最低。共注释得到131个基因，其中，84个位于LSC区，SSC区13个，两个IR区各17个。鉴定出61个SSR位点，碱基组成以A/T碱基类型为主；33个无毛青藤叶绿体基因组密码子的使用具有偏好性，并以A/U碱基结尾。系统发育进化树表明,青藤属6个种分为两支，其中大花青藤与无毛青藤具有较近的亲缘关系，IR/SC边界分析结果显示除红花青藤外，其余5种青藤属植物的JLB(LSC/IRb)边界较为保守。6种青藤叶绿体基因组的基因构成和顺序较为保守，大多数变异存在于相邻基因间隔区内。【结论】无毛青藤的叶绿体基因组相对较大，且较为保守，并与大花青藤具有较近的亲缘关系。研究结果可为无毛青藤及其近缘种叶绿体基因组系统进化分析提供重要的理论参考。

【目的】很多虫草属（Cordyceps）物种含有丰富的虫草素、多糖、喷司他丁等有效成分，具有重要的医疗保健功效和开发利用价值。研究虫草属线粒体基因组特征及系统发育，为虫草科真菌物种的起源与进化、资源保护和开发利用提供借鉴。【方法】基于9种虫草菌线粒体基因组序列，利用Mega、REPuter、MISA、mVISTA和PAML等生物信息学软件，对线粒体基因组特征、序列重复、结构变异、基因进化和系统发育进行分析。【结果】虫草属物种线粒体基因组大小差异明显，均含有15个蛋白编码基因、2个rRNA和至少25个tRNA；物种重复序列数目差异较大，多为正向重复和回文重复，SSR主要为二核苷酸、三核苷酸和四核苷酸重复，且含有较高比例的A或T碱基；线粒体基因组结构高度相似，未发现基因重排现象，线粒体基因组大小和内含子长度呈线性正相关；基因rps3核苷酸变异程度较高，所有基因的dN/dS比率均小于1，nad5、rps3、cob、nad2和cox1等基因存在正选择位点；粗糙虫草和粉质虫草聚类关系较近，而细脚虫草、蝉棒束孢和蝉花虫草聚在一起。【结论】虫草属物种线粒体基因组结构保守，基因组大小主要受内含子影响，蛋白编码基因主要受纯化选择作用，部分基因在与宿主和环境互作过程中受到了轻微的选择作用。

【目的】李属植物种类庞杂，其线粒体基因组相关研究较少。利用比较基因组学对李属植物线粒体基因组进行分析，旨在为李属植物系统发育、种群鉴定等研究提供参考。【方法】基于NCBI数据库已发布的7种李属植物线粒体基因组序列，利用生物信息学的方法，对其基因组的特征、组成，基因转移，遗传变异，系统发育等方面进行分析。【结果】7种李属植物的线粒体基因组序列长度为422 215(寒樱)～535 727 bp(梅),GC含量均约为45%,编码序列数量相近。跨膜结构域分析显示，线粒体基因组部分开放阅读框可能包含信号肽。DNA从叶绿体迁移至线粒体分析显示，tRNA基因比rRNA基因更为保守。7种李属植物线粒体基因组密码子偏好性不强，但共线性较高，大多数蛋白质编码基因在进化过程中受纯化选择。线粒体全基因组和单基因系统发育分析显示，寒樱与浙闽樱桃、梅与山杏的亲缘关系更近，李与光核桃的亲缘关系也较为接近，此结果与植物学分类标准存在一致性。【结论】李属线粒体基因组是其全基因组的重要组成部分，其序列较为保守，可用于物种鉴定、系统发育等方面的研究。

[目的]为解决濒危物种钻天柳在杨柳科中分类学位置的争议。[方法]本研究通过二代测序技术,从头测序、拼接得到钻天柳叶绿体基因组全序列,并与已发表的9种杨属植物和4种柳属植物的叶绿体基因组全序列进行比较,采用最大似然法、最大简约法和贝叶斯推断法分析了这些物种的系统发育关系。[结果]研究发现:钻天柳总基因组为155 661 bp,由长度为84 536 bp的长单拷贝(LSC)区域和16 215 bp的短单拷贝(SSC)区域,以及一对分隔开它们的27 455 bp的反向重复序列(IRS)组成。钻天柳叶绿体基因组总GC含量为36.68%,共有113个不同的基因,包括79个蛋白质编码基因,30个tRNA基因和4个rRNA基因,其中,有20个基因分布于反向重复区;在所有基因中,有14个基因包含1个内含子,3个基因(rps12、clpP、ycf3)内含有2个内含子;系统发育分析以100%的支持率将钻天柳与柳属黄花柳亚属的2个物种聚为一支,杨属的所有物种聚为另一支。[结论]本研究首次组装并注释了钻天柳叶绿体基因组全序列,并明确支持钻天柳并入柳属,而非单独成属,这将为钻天柳甚至杨柳科的系统进化研究提供重要参考。

野生葡萄类群有一半以上分布在中国.学者们基于形态特征和核基因组对其系统发育关系进行了研究，但结果存在比较大的冲突，类群间的亲缘关系仍未明确.为探究基于叶绿体基因组重建的中国野生葡萄的系统发育关系与前人基于形态特征或核基因组的研究结果是否一致，本研究从已公布的重测序数据中组装出26个中国野生葡萄的叶绿体基因组，并使用联合分析和溯祖理论重建了这26个类群的系统发育关系.联合分析的结果将中国野生葡萄分成了3个分支，这与前人的研究结果也存在较大冲突；而基于溯祖理论的分析没有得到较高分辨率的系统发育关系，这可能是由于单个基因的系统发育信息比较低，限制了该理论的应用.另外，相对于编码区和非编码区数据，叶绿体全基因组数据对中国野生葡萄系统发育关系的解析能力较好.

【目的】分析悬钩子属植物叶绿体基因组结构特征和系统演化机制，为悬钩子属物种的分类及演化提供分类依据，并为DNA条形码的编制和悬钩子属植物的保护提供理论支持。【方法】利用生物信息学及比较基因组学的方法对16种悬钩子属植物叶绿体基因组的大小、结构、组成、重复序列、边界扩张、基因组共线性、正向选择作用及系统发育进行了分析。【结果】16种植物的叶绿体基因组都具有典型的四联体结构，长度为155 286～156 668 bp，平均GC含量为37.15%，基因组大小变异整体较小，其中SSC区域和IR区域的长度更为稳定。在编码基因的功能分类中发现仅8种悬钩子属植物具有2个完整拷贝的ycf1基因且一些基因在部分植物中只有单个拷贝。边界扩张分析结果显示，反向重复区边界不存在明显的收缩或扩张现象。共线性与系统发育分析结果显示，太平莓与其余15种植物具较高的相似度，有良好的共线性关系；太平莓与柔毛梨叶悬钩子、竹叶鸡爪茶的亲缘关系较近，但太平莓与竹叶鸡爪茶的相似度最低。对悬钩子属植物进行Taijima’ test分析发现悬钩子属植物有群体扩张的趋势，且蛋白质编码基因具有一定程度的纯化选择或中性选择作用。【结论】悬钩子属植物叶绿体基因组高度保守，物种间亲缘关系越近，叶绿体基因组相似性越高，反之并不成立。根据叶绿体基因组的序列，可以定位它们在系统发育树中的位置，并分析它们之间的亲缘关系。

综合分析对虾科(Penaeidae)21个物种线粒体基因组的全序列，发现其线粒体基因组的长度为15 893～16 071 bp, A+T含量为64.59%～70.61%。K_a/K_s分析表明，对虾科物种线粒体13个蛋白质编码基因(protein-coding genes, PCGs)中，atp8基因的K_a/K_s最高，表明在对虾科中atp8基因受到了较弱的选择压力；在差异位点的分析中，发现nd5和rrnL基因的差异位点比例较高，是理想的分子标记，可用于分析对虾不同群体之间的遗传多样性；在密码子的使用中，被编码的氨基酸均体现相似的偏好性。同时，采用ML(Maximum likelihood)和BI(Bayesian inference)方法构建系统发育树，结果显示，这两种方法构建的系统发育树拓扑结构完全一致，且同属物种也都归为一类或者单独归为一支。本研究为快速鉴定对虾科生物提供了可靠的分子标记，为分析对虾科物种遗传多样性提供理论依据。

综合分析了龙虾科(Palinuridae)13个物种线粒体基因组的全序列,发现其线粒体基因组的长度为15470～16105 bp, A+T含量为62.63%～67.11%。Ka/Ks分析表明,龙虾科中的10个龙虾属(Panulirus)物种线粒体13个蛋白质编码基因(protein-codinggenes,PCGs)的Ka/Ks<

【目的】分析‘怀玉山’高山马铃薯Solanum tuberosum var. cormosus ‘Huaiyushan’叶绿体基因组特征及密码子使用偏好性，为开展‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组密码子优化、叶绿体基因组改造，探索物种进化和增加外源基因表达等研究提供参考依据和理论基础。【方法】采用高通量测序技术对‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组进行测序，并利用生物信息学分析软件对组装和注释后的叶绿体基因组进行结构、基因组成及密码子偏好性分析。【结果】‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组大小为155 296 bp，为经典的4段式结构。大单拷贝区(LSC)、小单拷贝区(SSC)和反向重复区(IR)长度分别为85 737、18 373、25 593 bp，总鸟嘌呤和胞嘧啶所占的比例(GC比例)为37.88%，共注释出133个基因，包含87个编码区(CDS)基因、37个tRNA基因、8个rRNA基因和1个假基因。‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组中共检测到38个简单重复序列位点(SSR位点，36个单碱基重复和2个双碱基重复)和32个长重复序列(16个正向重复和16个回文重复)。‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组核苷酸多样性为0～0.139 27，高变区主要分布在大单拷贝区和小单拷贝区，大单拷贝区trnL-UAA-trnF-GAA、cemA、rps12-exon1-clpP1、clpP1基因变异率最高，小单拷贝区rpl32-trnL-UAG、ycf1基因变异率最高。‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组87个CDS基因的平均有效密码子数(ENC)为47.29,ENC>45的基因有60个，密码子偏性较弱。‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组密码子偏好以A、U结尾，使用偏性很大程度上受自然选择的影响，而受突变压力的影响小。CGU、AAA、CUU、GUU、GGA、GUA、GGU、UCA、GCU、CCU为‘怀玉山’高山马铃薯叶绿体基因组的10个最优密码子。【结论】‘怀玉山’高山马铃薯与马铃薯栽培种S. tuberosum‘Desiree’亲缘关系较近。图5表3参41

基于GenBank中团头鲂线粒体基因组全序列和三角鲂、厚颌鲂、广东鲂的部分线粒体基因组序列,设计引物扩增出三角鲂、厚颌鲂和广东鲂3种鱼线粒体基因组全序列,同时对4种鲂属鱼类线粒体基因组全序列进行了比较分析。结果表明,4种鲂属鱼类线粒体基因组基因排列顺序完全相同,排列紧密,均包含13个蛋白质编码基因、22个tRNA、2个rRNA、1个非编码控制区(D-loop区)和1个轻链复制起始区(OL区)。除ND6和8个tRNA在L链上编码外,其余的基因均在H链上编码。4种鲂属线粒体基因组13个蛋白质编码基因中,均呈现出较强的A+T偏向性和C碱基偏好。全序列比对结果显示,共有758个变异位点,其中非简约性信...

【目的】中国特有的野生牡丹一直被国内外视为珍贵的种质资源。野生矮牡丹被认为是现代栽培牡丹品种重要的祖先种之一,开展矮牡丹在内的芍药属植物叶绿体基因组(cp DNA)特征分析对阐明牡丹系统进化、培育和改良栽培品种具有重要的理论与实践价值。【方法】在矮牡丹叶绿体高通量测序的基础上,从NCBI数据库下载凤丹牡丹、大花黄牡丹、滇牡丹、川赤芍和草芍药的cp DNA数据,利用Geneious 8. 0、EMBOSS 6. 4. 0等软件,对芍药属6个种的cp DNA进行对比分析。【结果】矮牡丹cp DNA序列共152 628 bp,共有112个基因,使用25 988个密码子,编码蛋白78个;有19个基因(包括4个rRNA、7个tRNA、8个蛋白编码基因)在IR(反向重复)区重复。共搜索到143个SSR位点,单核苷酸重复基序位点最多,为116个(占81. 12%),没有六核苷酸重复基序。尽管芍药属叶绿体基因组比较保守,但不同种间IR和LSC(大单拷贝区)的边界位置仍有一定变化,凤丹牡丹LSC/IR的rpl2基因有718 bp延伸至LSC区域,而其他种的rpl2基因均完整地位于IR区。【结论】从基因组大小和基因内容来看,芍药属cp DNA高度保守;草芍药与滇牡丹cp DNA最大,为152 698 bp;凤丹牡丹cp DNA最小,为152 153bp。矮牡丹cp DNA蛋白编码基因密码子偏好使用A/T碱基,SSRs位点的碱基组成也偏好使用A/T碱基,143个SSRs位点中,A/T组成的位点有134个;矮牡丹cp DNA SSRs分布具有不均匀性,14个SSR位点位于IR区段,103个位于LSC区段,26个位于SSC区段。IR边界分析显示,芍药属LSC/IRb的边界变化是IR区扩张与收缩的主要原因。研究结果为芍药属植物的系统进化与栽培起源等研究提供支持,对芍药属植物分子标记开发及优良品种选育具有参考价值。