随着基因组测序技术的蓬勃发展,越来越多的全基因组序列完成测序。这带给我们一个前所未有的机会,使我们可以在序列水平上研究基因组结构特征,可以对多个物种进行全基因组水平上的比较研究。已有的研究工作揭示了基因组结构的许多基本特征。本论文主要致力于人与其他高等真核生物基因组的isochore结构和超级保守序列的研究。论文第一部分介绍了生命科学研究的新动态和生物信息学相关知识。简要介绍了Z曲线理论和方法,以及在基因组研究中的应用。论文第二部分主要致力于人与其他高等真核生物基因组isochore结构的研究。着眼于人类基因组isochore边界的生物学意义,使用最新开发的基于Z曲线理论的基因组序列分段算法,在单核苷酸精度的水平上重新定位了人类基因组56个isochore的边界,共得到79个独立的边界。通过与其他的生物学特征相比较,我们发现isochore边界与很多有生物学意义的生物学元件的边界重合,如:重复元件(repeat),GpG岛分布,保守序列等。另外isochore边界附近的序列组成高度保守。通过和已被实验证实的MHC序列中的复制开关点附近的序列相比较,有理由推断这79个isochore边界都有可能是人类基因组中的复制开关位点。结果表明,isochore的边界可能发挥着重要的功能,并且为理解人类基因组的结构提供新的方向。论文还分析了六个基因组(人,鼠,牛,斑马鱼,脂鲤,杨树)的isochore结构,发现温血脊椎动物,冷血脊椎动物,和植物基因组中都具有isochore结构,并且分析了isochore结构特征的异同。发现植物基因组中内含子(外显子)的平均G+C含量与它们所在的isochore的G+C含量的关系,明显不同于脊椎动物。论文第三部分是围绕植物基因组中超级保守序列的问题展开的。我们选择了模式生物拟南芥,水稻和杨树基因组。研究发现了拟南芥和水稻两个基因组间的33个独立的超级保守序列片段。论文详细分析了这些超级保守序列的长度,数量,序列特征,它们的基因功能,以及和其它物种之间的序列相似程度等诸多问题。