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黄堇亚属（Subg.Sophorocapnos（Turcz.）Fukuhara＆Liden）隶属于罂粟科（Papaveraceae）紫堇属（Corydalis DC.）,全世界已知有31种,国产24种,其中特有15种,划分为4组。主要分布在中亚伊朗至中国西部、喜马拉雅到日本地区,我国是该亚属物种多样性中心。黄堇亚属中石生黄堇组sect.Thalictrifoliae物种生境极为特殊,适应且只分布于石灰石崖壁生境,而小花黄堇组sect.Cheilanthifoliae、紫堇组sect.Aulacostigma和黄堇组sect.Sophorocapnos物种生境多样。全叶绿体基因组中包含大量的遗传信息,结构相对保守且进化速率适中,已被应用于多个类群的分类、系统发育及对特殊生境适应性的研究。迄今关于黄堇亚属植物叶绿体基因组的报道较少,也未有基于叶绿体基因组数据探讨该亚属物种生境特化及系统发育关系的研究。本研究通过对代表黄堇亚属4组共13个物种叶绿体基因组测序、组装、拼接和注释,旨在（1）对其中9个具完整叶绿体基因序列的物种,包括:石生黄堇组sect.Thalictrifoliae（3 种）:房山紫堇C.fangshanensis W.T.Wang ex S.Y.He、乌蒙宽裂黄堇C.latiloba var.wumungensis C.Y.Wu＆Z.Y.Su、川鄂黄堇C.wilsonii N.E.Brown;小花黄堇组 sect.Cheilanthifoliae（3 种）:小花黄堇 C.racemosa（Thunb.）Pers.、尿罐草 C.moupinensis Franch.和蛇果黄堇 C.ophiocarpa Hook.f.＆Thomson;紫堇组sect.Aulacostigma（1 种）:紫堇 C.edulis Maxim.;黄堇组 sect.Sophorocapnos（2 种）:北越紫堇C.balansae Prain和臭黄堇C.foetida C.Y.Wu＆Z.Y.Su,并结合1个已发表的石生黄堇组sect.Thalictrifoliae的石生黄堇C.saxicola Bunting进行叶绿体比较基因组学分析,解析黄堇亚属叶绿体基因组的基本特征,揭示该亚属物种发生的结构变异式样和意义;（2）提取黄堇亚属14个物种及近缘类群的叶绿体基因组共有的基因序列,通过最大似然法（Maximum Likelinood,ML）与贝叶斯法（Bayesian Inference,BI）构建系统树,基于叶绿体基因组数据阐述黄堇亚属物种的系统发育关系。主要研究结果如下:1.黄堇亚属4组9个新测序物种具完整叶绿体基因组序列,其结构与典型被子植物四分体一致,大小介于189,265-202,863 bp,与其他紫堇属物种相比,该亚属中叶绿体基因组全长、LSC和IR区长度均偏大,其中小花黄堇组sect.Cheilanthifoliae中的蛇果黄堇C.ophiocarpa全长达202,863 bp。新测序9个物种均编码112个不同基因,包括75-78个编码蛋白基因、30个tRNA基因、4个rRNA基因及0-3个假基因。2.通过共线性比较分析表明,黄堇亚属10个物种（9个新测序及1个已发表）叶绿体基因组结构上存在6处变异:（1）accD基因在已测序物种中均发生丢失,仅乌蒙宽裂黄堇C.latiloba var.wumungensis中存在3个假基因（ndhB、ndhD和ndhH）;（2）rrn23和poA基因共涉及4个片段的插入/缺失事件,介于5-85 bp之间;（3）在LSC区域中,一个包含5个基因（trnV-UA C-rbcL）片段发生倒位,位置从典型被子植物的ndhC基因下游转移到了atpH基因下游;（4）在IR区域中发生了最大的重排,包含11个基因（ndhB-trnR-ACG）片段的倒位;（5）在SSC区域中,一个包含4个基因（ndhA-ycf1）片段发生倒位;（6）IR区域显著扩张,导致SSC区域超过一半以上的基因序列（约10 kb）被转移到了 IR区中。3.黄堇亚属10个物种共有30个同义密码子被偏好使用,绝大多数以A/U结尾。通过ENC-plot、PR2-plot和中性绘图分析表明,黄堇亚属物种密码子的使用偏好受到自然选择和突变压力的共同影响,其中自然选择起主导作用。通过最优密码子分析最终确定了黄堇亚属物种共有的9个最优密码子。此结果可为以后黄堇亚属物种叶绿体基因组的密码子的优化、基因功能解析及进化等相关研究提供理论依据。4.核苷酸替代速率（Ka/Ks）分析结果表明,黄堇亚属10个物种中大多数的编码蛋白基因受到净化选择,仅clpP、psaI、rpl36和rps7基因受到正向选择。上述4个基因均存在于石生黄堇组sect.Thalictrifoliae物种中,可能与其适应石灰石崖壁生境相关。5.结合mVISTA多序列比较和核苷酸多态性（Pi）分析结果得知,在黄堇亚属10个物种中,rps16、trnQ-UUG和ndhC-psaI、psbH-petB等基因和基因间隔区序列展示出较高的变异,可为该亚属物种潜在的DNA分子标记的开发提供参考。6.基于黄堇亚属14个物种叶绿体基因组中97个共有基因所构建的系统发育树分析表明,小花黄堇组sect.Cheilanthifoliae和石生黄堇组sect.Thalictrifoliae分别代表了黄堇亚属的基部类群与最为进化的类型。综上所述,本研究解析了黄堇亚属4组9个新测序物种的叶绿体基因组基本特征,结合已发表的石生黄堇组中的石生黄堇,共发现6处结构变异,其中rrn23和rpoA基因涉及的插入/缺失片段及LSC区域中trnV-UA C-rbcL片段发生重排后的位置,是该亚属独有的,体现出亚属特异性,可作为黄堇亚属的鉴别特征。本研究为黄堇亚属植物叶绿体基因组的研究提供了新的材料,同时也为紫堇属植物叶绿体基因组的结构及进化研究提供参考。