柑橘植物因果实富含营养而具有重要经济价值。多个柑橘植物全基因组测序相继的完成,同时,柑橘所属的芸香科中的近源植物酒饼勒基因组也完成了测序,丰富的基因组数据为柑橘植物乃至整个芸香科植物提供了研究机会。本课题通过对多个基因组比对分析,鉴定柑橘基因组中存在的由多倍化产生的重复基因,以及不同物种之间的直系同源关系,构建了多个柑橘植物基因组与多倍化和物种分化相关联的同源共线性基因列表,为柑橘植物基因组进化和基因功能演化提供了重要的比较基因组学数据资源;通过与外类群葡萄保留的同源染色体区域进行比较,发现柑橘基因组在多倍化之后同源染色体间的同源共线性遭到了严重破坏,这种破坏可能是由于大量的基因丢失和转位造成。研究中,对于柑橘植物基因保留的统计发现,组装较好的三个柑橘植物的基因保留率达65%~82%,比其他真双子叶植物中保留更高;发现柑橘中的重复基因丢失属于随机发生的进化事件,并且共线性区域基因连续丢失的长度近似服从几何分布。课题推断了柑橘植物基因组发生加倍的时间,并对各个柑橘植物的进化时间进行了校正,发现甜橙在所研究的柑橘植物中进化速率最快。同时,推断出了各个物种之间的分化时间节点,葡萄同柑橘植物分化的时间约在81~91个百万年前(mya),其中柑橘植物间的分化时间是在10个百万年前。同时,课题通过鉴定与柑橘植物中维生素C(VC)合成相关的基因家族,发现同ECH事件相关联的基因约占柑橘植物中VC合成相关基因的一半。最后,课题构建了葡萄同柑橘各植物之间的同源基因“四联子”模型,对于柑橘植物基因组内的基因置换进行了探索,发现了柑橘中存在少量的基因置换,基因置换发生的位置大多偏向于染色体末端,且GC含量较其他基因无显著差异。本研究对理解柑橘乃至芸香科植物的进化以及基因功能的创新提供了重要的比较基因组学的基础。图19幅;表9个;参52篇。