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重楼属植物具有重要的药用价值，对该类群有大量的研究，不过重楼属的系统关系依旧存在疑点，主要表现:重楼属在百合目的系统位置;重楼属内系统关系。利用Illumina测序技术及叶绿体基因组拼接软件获得11种重楼属植物、延龄草(Trillium tschonoskii Maxim.）和丫蕊花（Ypsilandra thibetica Franch.）共黑药花科(Melanthiaceae)13个种叶绿体全基因组序列。运用生物信息学方法对这黑药花科13个种的叶绿体基因组进行比较分析基因组特征，重复序列，核苷酸同义替代率(dS)，非同义替代率(dN)，及非同义替代率与同义替代率的比例(dN/dS)。进一步，基于76个叶绿体蛋白质编码序列分别重建60种单子叶植物和黑药花科16个种系统发育树。以期揭示重楼属的叶绿体基因组信息，并阐明上述两个疑点。主要的研究结论如下: 1.叶绿体基因组 重楼属、延龄草和丫蕊花的叶绿体基因组结构保守，均由大单拷贝区(LSC)，小单拷贝区(SSC)及两个单拷贝区隔开的2个反向重复区(IR)组成。叶绿体基因组长度在156，856 bp到158，451 bp之间，总GC含量在37.2％-37.7％之间。重楼属和延龄草叶绿体基因组均有115个不同基因，包括81种编码蛋白质的基因，30种转运RNA基因（tRNA）及4种核糖体RNA基因（rRNA），而丫蕊花缺少trnD GUC有114个不同基因。在单拷贝基因中，15个基因具有一个内含子，ycf3、clpP和rps12这3个蛋白质基因有两个内含子。共有的假基因是cemA、ycf15及ycf68，infA在丫蕊花中也是假基因。 2.叶绿体基因组比较 重楼属、丫蕊花及延龄草的IRB与LSC在rps3-rpl22范围滑动，不同于百合目的LSC/IRB位于rps19-trnH基因簇的推测。黑药花科的叶绿体基因组有2个主要突变热点:cemA在重楼族（重楼属和延龄草）及丫蕊花中是假基因，该基因中poly(A)长度及CA重复数目均有差异，且终止密码子出现位置在中间有差异;北重楼组2个种的trnI CAU基因有3个串联重复，延龄草有不完全的3个拷贝，其中最短的是另2个的反向互补序列。黑药花科16个种叶绿体基因组序列比较得到重楼属内的叶绿体基因组重复序列相似性高，且总数量多。 3.系统发育关系 基于叶绿体基因组的76个蛋白基因的编码序列分别重建单子叶植物及黑药花科16个种的系统树，结果支持百合目是鸭跖草类与天门冬目组成的支的姐妹群，与APGⅢ结果一致。黑药花科是单系得到100％的支持率，与APGⅢ和基于matk基因处理的结果一致。重楼属与延龄草属互为姐妹群也得到了较高的支持率，与基于叶绿体基因rbcL、matK及ITS片段的研究结果相同。北重楼组(sect.Paris)为单系获得支持，而海南组(sect.Dunnianae)、花叶组(sect.Marmoratae)、五指莲组（sect.Axialis）、蚤休组（sect.Euthyra）及球药隔组（sect.Fargesianae）聚为一支，但不支持这5组为单系。重楼属内系统关系，仍需进一步研究。