本论文主要由两部分组成:一部分是契丹古代居民的线粒体多态性分析及其遗传结构的研究,另一部分是生物统计学及生物信息学相关方法在古DNA研究中的应用。契丹是我国北方古代强大的游牧民族,曾建立起强大的帝国,对中国和北亚乃至中亚地区的政治、经济、文化、历史及周边人群的遗传结构都产生了深远的影响,至今俄语和蒙古的喀尔喀蒙古语仍称中国为“契丹”。本论文的实验部分以中国北方得到的契丹人群遗骸为研究对象,通过现代分子生物学技术手段提取DNA,来研究契丹人群的遗传结构。本论文通过DNA序列间的差异计算出样本的核苷酸多态性,并由此构建分子谱系树,进行多维度分析、主成分分析、中介网络分析、分子差异性分析、中性检验等方面的分析,来推断契丹人群的遗传结构、起源、扩张模式、历史动态、人群流向,及其契丹人群对周边民族的影响等。生物统计学方法和系统发育分析是古DNA研究中重要的数据分析手段,它可以计算样本的核苷酸多态性,构建分子谱系树、推断群体的扩张模式、历史动态、推算群体起源、分歧的大致时间以及群体的进化速率、基因混合程度、甄别古DNA序列等,并可以给出统计学上的量化结果。系统发育分析可以从分子水平上探讨群体进化的规律,并可将这些规律以直观、形象的方式表现出来。对古DNA序列进行系统发育分析可以用来检测过去根据生物形态学和免疫学资料所建立的谱系假说。如果将古代人群数据和丰富的现代人群数据相结合,可以校正仅有现代DNA序列所建立的生物谱系的拓扑结构等等。在分析过程中,本论文以生物统计学在古DNA数据处理中的应用和评价为主线,以分子生物学实验所得到的契丹人群古DNA数据的处理过程为实例,从12个方面来展示在古DNA研究中所用到的生物统计学的基本原理、基本方法,应用及评价。