由于石莼属物种的多样性以及形态的可塑性,传统的鉴定方式难以准确区分石莼属物种,我们欲借助细胞器基因组来开发高分辨率的分子标记。本研究以中国海域石莼属绿潮海藻为研究对象,利用分子标记技术和二代测序方法,结合生物信息学、分子系统学和比较基因组学分析方法,深度剖析中国海域内石莼属物种多样性和进化规律。同时针对三种绿潮海藻Ulva tepida、Ulva torta和Ulva intestinalis,首次构建了其完整的叶绿体基因组,利用生物信息学、分子系统学和比较基因组学的方法,揭示了石莼属叶绿体基因组的进化规律。主要的研究结果有:1.石莼属物种多样性首先对中国近海海域的9个采样地点进行石莼属物种的采集,然后对其进行DNA提取、PCR扩增,运用三个常用的分子标记ITS、rbc L和5S r DNA间隔区对采集到的物种进行鉴定,最后根据Gen Bank数据库相关物种的分子标记序列作为参考构建进化树。我们共采集到了176株石莼属物种,共鉴定出了12种石莼属绿藻,而有些物种在多个采样地点都有采集到,如浒苔（U.prolifera）,在连云港、南通、黄海和青岛都有采集到,这表明了在中国近海海域内石莼属物种具有比较高的物种多样性。本研究证明了基于通用分子标记技术的优势,对于可塑性极强的石莼属物种来说尤为重要。2.石莼属绿潮海藻叶绿体基因组的基本特征从中国山东青岛、荣成、烟台三个地方采集到石莼属样本,首次构建了U.tepida、U.torta和U.intestinalis的叶绿体基因组。石莼属物种叶绿体基因组是一个典型的环状结构,不存在反向重复区。U.tepida叶绿体基因组大小为94,449 bp,U.torta的叶绿体基因组大小为112,034 bp,U.intestinalis的叶绿体基因组大小为99,041 bp,通过与已发表的28个石莼属物种叶绿体基因组进行比较,发现最短的U.linza（86,726 bp）与最长的U.compressa（119,866 bp）相差33,140 bp,造成叶绿体基因组的大小的差异主要是由外源DNA片段的整合,I型和II型内含子的获得或缺失以及非编码基因间隔区的含量不同造成的。石莼属的蛋白编码基因大多是以ATG为起始密码子,且蛋白编码基因中,光系统II的基因相比其他基因更加保守。3.石莼属叶绿体基因组的基因结构和内含子多样性分析31个石莼属物种的叶绿体基因组共享有100个保守基因,包括71个蛋白编码基因（protein-coding genes,PCGs）、26个转运RNA基因（transfer RNA,t RNA）和3个核糖体RNA基因（ribosomal RNA,r RNA）,除此之外U.torta物种比另外两个物种还多了一个min D和trn R（ccu）基因,同时这两个基因也存在于其他石莼属物种中。石莼属叶绿体基因组中共有5种I型内含子,编码LAGLIDADG或GIY-YIG或HNH归巢内切酶（LHE或GHE或HHE）;3种II型内含子,编码逆转录/成熟酶（RTM）。这些内含子共位于14个宿主基因上有30个插入位点,且在这三个物种中首次发现了4个内含子插入位点,首次发现了inf A基因含有II型内含子,且除了该基因外,其他基因均表现出了频繁的跳跃和高效的扩散。4.石莼属叶绿体基因组共线性分析和系统发育分析通过对31个石莼属物种共线性分析,发现叶绿体基因组基因结构不保守。通过系统发育组学分析,U.tepida和U.torta物种聚在第一大分支,U.tepida与Ulva sp.（KP720616）亲缘关系较近,含有min D基因的U.torta与U.flexuosa和U.californica三个物种聚在一小支。U.intestinalis位于第二大分支,与U.compressa亲缘关系近。由于石莼属叶绿体基因组出现多次重排事件,使其基因结构具有可塑性。叶绿体基因组不仅可以作为系统发育分析的超级条形码,而且对绿藻的功能和进化分析具有重要意义。综上所述,本研究的主要创新点在于首次构建了3个石莼属物种的叶绿体基因组,通过比较基因组学分析,剖析石莼属物种在叶绿体基因组结构上的异同。利用系统发育组学分析方法,进一步确定了本研究中的3个石莼属物种的亲缘关系。本论文的研究成果不仅可以为中国近海海域绿潮的防控和治理工作提供数据支撑,同时也为石莼属物种生物多样性和遗传多样性的研究提供重要参考。