叶绿体系统发育基因组学的研究进展
叶绿体的研究进展细胞生物学论文(1)
叶绿体的研究进展细胞生物学论文(1)叶绿体是植物细胞中的核糖体体系，是光合作用的重要场所。
自从1883年Schimper的研究发现叶绿体后，研究人员对叶绿体的细胞生物学行为和功能进行了大量的研究。
本文就叶绿体的研究进展做一综述。
一、叶绿体的起源和进化叶绿体起源于一次原核生物和真核生物的共生事件。
这次共生事件导致原核生物进入真核生物细胞，成为真核生物内的一项复杂结构和新功能的起源。
研究表明，叶绿体和细胞质基因的比较显示了叶绿体和细胞质都存在高度的多样性，这表明了叶绿体的进化是一个非常复杂的过程。
此外，研究还发现，叶绿体基因组中存在大量的基因转移，说明叶绿体的进化是一个由多个因素共同作用的进程。
二、叶绿体的结构和功能叶绿体有多个膜系统，包括两个质膜和一个腔膜系统，这些膜系统在叶绿体的光合作用和细胞代谢中扮演着重要的角色。
叶绿体内部还存在大量的第一级葡萄糖和第一级光合色素，这些在光合作用和提供能量方面起着重要的作用。
三、叶绿体的光合作用叶绿体是光合生物的光合作用场所。
光合作用是通过光合作用中的各种步骤来转化太阳能为化学能，并将其储存在ATP和NADPH中。
光合作用是生命的基本过程之一，它为植物提供能量并产生O2。
关于叶绿体的光合作用机制，科学家研究发现，光合作用机制包括5个过程：光场效应、电子传递、ATP生成、碳的固定和光保护。
四、叶绿体的光敏响应和光防御叶绿体本身是一个光敏结构，它能够感知光强度和光质，并作出相应的反应。
例如，叶绿体光受体和铁离子信号能够感知光线和热量，促进植物进行适应性反应。
此外，叶绿体中还存在着一系列反应蛋白，如Apx、Chi、Psb7、Psb28，能够提供叶绿体免疫功能及光防御作用。
五、叶绿体与环境胁迫的关系环境胁迫是植物生长发育过程中的常见问题。
环境胁迫对叶绿体的结构和功能产生负面影响，因此，科学家研究了叶绿体在不同环境胁迫下的应对机制。
例如，研究发现，叶绿体MC4和MC3等膜蛋白可以改善叶片的灌浆效应，有效地缓解了盐碱胁迫对植物生长和发育的不利影响。
叶绿体功能调控的研究进展
叶绿体功能调控的研究进展随着生物技术的发展，叶绿体逐渐成为了一个备受关注的热点领域。
叶绿体作为植物细胞的核心器官之一，具有着多种复杂的功能和调控机制。
其中，叶绿体的光合作用是其最重要的功能之一，也是植物生长发育和生产的基础。
通过对叶绿体光合作用的深入研究，我们可以更好地了解叶绿体内部的调控机制，推动植物生产的发展，同时也为环境保护和可持续发展做出贡献。
叶绿体的结构和功能叶绿体是植物细胞内的一种细胞器官，它的主要职能是进行光合作用。
叶绿体的外壳由双层生物膜组成，内部则包含了一系列功能活性物质，如叶绿素、类胡萝卜素、比翼鱼油酸和叶酸等，这些物质协同作用，使得叶绿体能够有力地完成光合作用。
在光合作用中，光合色素分子会捕捉到光能，然后通过一系列光合酶的作用，将光能转化为化学能，并储存起来。
随后，这些储存了化学能的分子再通过酶作用，将其转化为化学物质并释放到细胞外，这样就完成了整个光合作用过程。
叶绿体功能的调控叶绿体的光合作用需要经过一系列的调控机制才能顺利进行。
其中，最核心的调控机制就是内部的基因调控和蛋白质调控。
目前，关于叶绿体调控机制的研究已经取得了很大的进展，以下是其中的一些重要研究进展：1. 基因调控研究表明，叶绿体的基因组含有大约100个基因，这些基因主要编码了一系列与光合作用相关的酶和蛋白质，同时也包括一些行使自主调控作用的物质。
其中，最著名的就是反转录转座子，它能够在叶绿体内部的基因组中缩减或增加特定基因的副本数，从而调控基因的表达水平。
2. 蛋白质调控叶绿体中的蛋白质主要由核糖体合成，然后通过草酰基转移酶和蛋白质转移酶等酶类作用运输到细胞内部。
另外，在叶绿体内部还存在着一些行使重要调控作用的蛋白质，如丝氨酸合成酶和载体蛋白等。
这些蛋白质通过表达水平和功能的调控，对光合作用的进行起到了关键作用。
3. 代谢调控叶绿体中的代谢物质包括ATP、NADPH、光合色素等，这些物质通过代谢和运输作用，实现了对叶绿体内部酶类活性的调节。
叶绿体基因组的进化与功能研究
叶绿体基因组的进化与功能研究叶绿体基因组是植物细胞中的一个特殊的DNA分子，在维持植物生长发育和能量代谢等方面起着重要作用。
随着研究的深入，科学家们发现，叶绿体基因组的进化过程中存在着许多有趣的现象，这些现象不仅有助于深入理解叶绿体的演化历程，还能够启示我们对生物多样性的探索。
叶绿体基因组的结构和功能叶绿体基因组通常由大约120个基因组成，其中包括了编码生物合成和代谢途径所需蛋白质的基因和编码RNA和其他RNA分子所需基因。
与细胞核DNA不同的是，叶绿体基因组一般呈线性结构，大小在100-200kb之间，通常存在于植物膜内的细胞器中。
叶绿体基因组在植物生长发育以及能量代谢中发挥着重要的作用。
在光合作用中，叶绿体通过与其他细胞器协作，将太阳能转化为化学能，为植物提供所需的能量。
此外，叶绿体还能够合成植物所需的肽链和脂质等分子，这些分子对于植物的生长发育具有重要的影响。
叶绿体基因组的进化过程叶绿体基因组的进化历程中发生了很多有趣的现象。
其中最引人注目的就是，叶绿体基因组的演化速度远快于核基因组的演化速度。
这是因为，叶绿体基因组通常存在于单倍体状态，而且维护叶绿体遗传物质的复制和修复机制相对简单，使其演化速度更快。
在叶绿体基因组的演化过程中还出现了一种称为基因水平转移的现象。
基因水平转移是指，由于叶绿体与环境之间的相互作用，可能会导致某些微生物或植物物种中的叶绿体基因组中的某些基因被转移到其他物种的叶绿体基因组中。
这一现象在植物进化中发挥了重要作用，对植物多样性的形成和维持起着重要的作用。
叶绿体基因组的功能研究叶绿体基因组的功能研究是当前生物学研究的热点之一。
通过研究叶绿体基因组的结构和功能，在深入理解其生物学作用的基础上，为生物科学的发展提供了重要的理论基础。
近年来，人们通过基因改造技术探究叶绿体基因组的功能，在植物栽培和制药等领域得到了广泛应用。
例如，利用基因改造技术，人们可以对叶绿体基因组进行编辑或替换，以增强植物的抵抗力，提高农作物产量，同时还可以利用叶绿体基因组在药物生产中的潜力，开发出更加安全和高效的药物和疫苗等。
叶绿体系统发育基因组学的研究进展
叶绿体系统发育基因组学的研究进展*张韵洁，李德铢＊＊（中国科学院昆明植物研究所生物多样性与生物地理学重点实验室，云南昆明650201）摘要：系统发育基因组学是由系统发育研究和基因组学相结合产生的一门崭新的交叉学科。
近年来，在植物系统发育研究中，基于叶绿体基因组的系统发育基因组学研究优势渐显端倪，为一些分类困难类群的系统学问题提出了解决方案，但同时也存在某些问题。
本文结合近年来叶绿体系统发育基因组学研究中的一些典型实例，讨论了叶绿体系统发育基因组学在植物系统关系重建中的价值和应用前景，并针对其存在问题进行了探讨，其中也涉及了新一代测序技术对叶绿体系统发育基因组学的影响。
关键词：系统发育基因组学；叶绿体基因组；新一代测序技术；长枝吸引中图分类号：Q75，Q949文献标识码：A文章编号：2095－0845（2011）04－365－11 Advances in Phylogenomics Based on Complete Chloroplast GenomesZHANG Yun-Jie，LI De-Zhu＊＊（Key Laboratory of Biodiversity and Biogeography，Kunming Institute of Botany，Chinese Academy of Sciences，Kunming650201，China）Abstract：Phylogenomics is a new synthesized discipline which combines genomics with phylogenetics．Phylogenom-ics based on chloroplast genomes has shown many great advantages in plant phylogenetic research in recent years，providing resolutions for phylogeny of some taxonomically difficult groups of plants．However，there are some prob-lems coming along with chloroplast phylogenomics as well．In this review，the application prospects and potential problems of chloroplast phylogenomics in plant phylogenetic reconstruction were discussed based on recent phylog-enomic case studies．The influence of next-generation sequencing on chloroplast phylogenomics was also discussed．Key words：Phylogenomics；Chloroplast genome；Next-generation sequencing；Long-branch attraction地球上的生命形式多种多样，它们因有着共同的进化历史而有着或近或远的渊源。
叶绿体基因功能与植物生长发育的关系研究
叶绿体基因功能与植物生长发育的关系研究植物是生命系统中最有活力的生物之一。
它们的生长发育过程是一个复杂的生物化学和生物物理学过程，其中许多关键的生化反应发生在植物叶绿体中。
叶绿体是植物细胞中非常重要的细胞器，也是含有叶绿素和其他色素咖啡因的绿色小颗粒。
除了光合作用之外，它还具有其他生理活动，例如色素合成、脂肪酸合成和氮代谢等。
当叶绿体发生问题时，将会对植物的生长发育产生负面影响。
因此，研究叶绿体基因功能与植物生长发育关系的重要性不言而喻。
一、叶绿体的基因组结构叶绿体的基因组大小通常在120-170 kb之间，这意味着叶绿体中的基因数量相对较少。
与病毒、细菌以及真核生物中包含上千个基因的基因组相比，这确实是一种奇怪的存在。
叶绿体基因组由环形DNA分子组成，其中包括大约120-130个基因，这些基因主要参与光合作用和蛋白质合成。
叶绿体基因组结构相对简单，这也为研究叶绿体基因的功能提供了一定的方便。
然而，这并不意味着叶绿体基因的研究是简单的。
二、叶绿体基因的功能叶绿体基因的功能主要涉及到两个方面：光合作用和蛋白质合成。
叶绿体中存在着许多复杂而精密的生化反应，这些生化反应是通过叶绿体的基因机制实现的。
光合作用是保证植物生长和生存的一项基本生物过程。
可以将光合作用分为两个主要部分：光能捕获和光反应。
光合作用的光反应发生在叶绿体膜的内壁上。
通过光反应，叶绿体能够将光合成成葡萄糖，以便植物能够利用。
蛋白质合成是叶绿体维持其生命活动的另一个基本过程。
叶绿体中存在着50多个核基因编码的蛋白质，另外还有100多个叶绿体基因编码的蛋白质。
这些蛋白质的合成使得叶绿体能够正常地进行生化反应，从而保证植物的生长和生存。
三、叶绿体基因和植物生长发育的关系叶绿体基因的种类、序列、结构对植物生长发育的影响是很大的。
叶绿体基因的不同功能作用使得植物生长发育的各个方面都得到了合理的保证。
叶绿体基因的研究不仅涉及到植物生理学、生态学和分子遗传学等多个学科领域，同时也涉及到植物的遗传改良和育种方面的应用。
叶绿体基因组的比较分析及系统发育研究
村乡科技XIANGCUN KEJI82XIANGCUN KEJI 2021年8月（下）叶绿体基因组的比较分析及系统发育研究邢钰1冯慧喆2（1.西南林业大学林学院，云南昆明650224；2.枣庄学院，山东枣庄277160）［摘要］传统的植物分类学是基于形态、生理等特征进行的，它的分类结果为植物群和亲缘关系的判断提供了重要的理论依据。
但随着基因测序技术的发展，越来越多的传统分类被推翻。
通过对叶绿体基因组系统发育的分析、系统发育关系的构建，从而得出植物亲缘关系的结论，俨然已成为植物分类学的必要过程。
本文结合国内外对不同物种分子方面的系统发育研究，以及笔者在叶绿体基因组组装方面的经验，对目前分子方面的研究进展、分析过程进行了总结性的阐述。
［关键词］核基因与质基因；叶绿体基因组分析；分类与系统发育［中图分类号］Q943［文献标识码］B［文章编号］1674-7909（2021）24-82-21传统物种分类学与基因组学系统发育的研究研究物种的进化关系不仅可以为分类学提供理论依据和发展方向，还可以通过揭示物种之间亲缘关系的远近和进化关系，从而精确地估计物种的进化地位，进而更好地理解和保护生物的多样性。
传统物种分类学的研究主要是基于对物种各部分形态的比较分析，如植物的分类学中对根、茎、叶、花、果实、种子等形态的观察判断。
现如今，通过分子系统发育分析结果的检验，证明了传统物种分类学的很多结论都是错误的［1］。
但是，由于形态学分析在野外采集初期中非常重要，且分子方面的分析研究耗时较长，所以传统物种分类学仍不能被摒弃，并且将其与分子分析相结合，将会极大地提高物种系统发育学研究的准确性。
以往对植物系统发育学研究的研究主要集中在核型分类学分析、花粉形态分析、叶柄和果实解剖学分析等，而目前对进化关系的研究，主要是结合形态学特性的分析结果与分子系统发育的关系，且后者的分析仅基于DNA 序列的系统发育分析，特别是基于核基因组内核糖体DNA 的内部转录间隔（ITS ）区域。
叶绿体系统发育基因组学的研究进展
叶绿体系统发育基因组学的研究进展叶绿体系统发育基因组学是通过对叶绿体基因组的研究来探究物种间的亲缘关系和进化关系的一门科学。
随着基因测序技术的不断进步，叶绿体基因组的测序成为系统发育研究的重要手段之一、下面将就叶绿体系统发育基因组学的研究进展进行详细介绍。
1. 基因组测序技术的进步：基因组测序技术的飞速发展使得叶绿体基因组的测序成为可能。
传统的Sanger测序技术费时费力，但随着高通量测序技术的出现，叶绿体基因组的测序变得更加高效。
目前已经有许多植物和其他生物的叶绿体基因组被测序完成，并且数据库中累积了大量的叶绿体基因组序列信息，为研究提供了便利。
2. 叶绿体基因组组装方法的改进：由于叶绿体基因组中存在较长的重复序列，使得组装叶绿体基因组变得困难。
然而，随着组装方法的不断改进，如基于高通量测序数据的de novo组装方法、引入叶绿体基因组特征的组装方法等，使得叶绿体基因组的组装变得更加准确和可靠。
3.叶绿体基因组在生物分类学中的应用：叶绿体基因组广泛应用于生物分类学研究中。
通过比较不同物种叶绿体基因组的序列差异，可以推断出它们之间的亲缘关系。
由于叶绿体基因组具有较高的保守性，它们在构建物种系统发育树和鉴定物种关系中具有重要作用。
4.叶绿体基因组在进化研究中的应用：叶绿体基因组还可以用于研究进化过程中的一系列问题。
通过对叶绿体基因组的测序和比较，可以了解不同物种群体的遗传多样性以及它们之间的演化关系。
此外，叶绿体基因组的测序还可以用于研究自然选择对群体中基因的影响。
5.叶绿体基因组的分析方法的改进：叶绿体基因组的测序数据需要经过一系列的分析来研究亲缘关系和进化关系。
随着分析方法的改进，如基于最大似然法的系统发育分析、基于共线性的比较基因组学等，使得叶绿体系统发育基因组学的研究变得更加准确和全面。
总的来说，叶绿体系统发育基因组学通过对叶绿体基因组的测序和分析来揭示物种间的亲缘关系和进化关系。
随着基因测序技术的不断提高和改进，叶绿体系统发育基因组学的研究也得到了长足的进展，为我们更好地理解物种的演化和进化过程提供了重要的依据。
棉花叶绿体基因组的研究进展
摘 要 ： 年 来 ， 着 分 子 生 物 学 技 术 的应 用 与发 展 ， 棉 花 叶 绿 体基 因组 也 有 了新 认识 。 本 文 概 述 了棉 花 叶绿 近 随 对 体 基 因 组 的 研 究 进 展 。 棉 花 叶 绿 体 基 因组 的 图谱 、 能基 因 的 克 隆 及 研 究 、 绿 体 Ｒ 从 功 叶 ＮＡ 编 辑 以及 叶 绿 体 转
ａ ａｙ ｉｇ ｏ ｒ ｔ ｉ— ｏ ｉ ｇ ｇ ｎ ｓ ｎ ｌ ｚｎ ｆ ｐ ｏ ｅ ｎ ｃ ｄｎ ｅ ｅ ，ＲＮＡ ｄｔ ｇ ａ ｄ ｔａ ｓｏ ｍ ａｉ ｎ ｉ ｃ ｌ ｒ ｐ ａ ｔ ｏ ｏｔ ｎ ｅ ｉ ｎ ｎ ｒｎ ｆ ｒ ｔ ｎ ｈ ｏ ｏ ｌｓ ｆ ｃ ｔ ．Ｍ ｏ ｅ ｏ ｅ ，ｔ ｅ ｐ ｏ ｐ ｃ ｆ ｉ ｏ ｏ ｒ ｖ ｒ ｈ ｒ ｓ ｅ ｔ ｏ
化 等 方 面 进 行 了介 绍 和 评 述 ， 并对 其在 基 础 研 究 与应 用 研 究 中 的前 景 进 行 了展 望 。
关键词 ： 花； 棉 叶绿 体 基 因组 ； ＮＡ 编 辑 ； Ｒ 叶绿 体 转 化
中图 分 类 号 ： ５ ２０ ￥ ６ ．３ 文献 标 识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ２ ７ ０ ２ １ ） ５ ０ ９ —６ １ ０ — ８ ７（ ０ ０ ０ —４ ５０
＾ｂ晡 瞅
Ｉ ｅｅ ｔｙ ａｓ ｌｎ ｔ ｈ ｐ ｌ ａｉｎ ａ ｄ ｄ ｖ ｌｐ ｅ ｔｏ ｌｃ ｌｒｂｏｏ ｙ ｔｃ ｎｑ ｅ，ｗｅ ｈ ｖ ｏ ｅ ｎ ｒｃ ｎ ｅ ｒ，ａｏ ｇ ｗｉ ｔｅ ａ ｐｉ ｔ ｎ ｅ ｅｏ ｍ ｎ ｆｍｏｅ ｕａ ｉｌｇ ｅ ｈ ｉｕ ｓ ｈ ｃ ｏ ａ ｅ ｇ ｔｎ ｗ
研 究 光 合 作 用 、 绿 体 的起 源 与进 化 、 质 互 作 叶 核
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
叶绿体系统发育基因组学的研究进展*张韵洁，李德铢＊＊（中国科学院昆明植物研究所生物多样性与生物地理学重点实验室，云南昆明650201）摘要：系统发育基因组学是由系统发育研究和基因组学相结合产生的一门崭新的交叉学科。
近年来，在植物系统发育研究中，基于叶绿体基因组的系统发育基因组学研究优势渐显端倪，为一些分类困难类群的系统学问题提出了解决方案，但同时也存在某些问题。
本文结合近年来叶绿体系统发育基因组学研究中的一些典型实例，讨论了叶绿体系统发育基因组学在植物系统关系重建中的价值和应用前景，并针对其存在问题进行了探讨，其中也涉及了新一代测序技术对叶绿体系统发育基因组学的影响。
关键词：系统发育基因组学；叶绿体基因组；新一代测序技术；长枝吸引中图分类号：Q75，Q949文献标识码：A文章编号：2095－0845（2011）04－365－11 Advances in Phylogenomics Based on Complete Chloroplast GenomesZHANG Yun-Jie，LI De-Zhu＊＊（Key Laboratory of Biodiversity and Biogeography，Kunming Institute of Botany，Chinese Academy of Sciences，Kunming650201，China）Abstract：Phylogenomics is a new synthesized discipline which combines genomics with phylogenetics．Phylogenom-ics based on chloroplast genomes has shown many great advantages in plant phylogenetic research in recent years，providing resolutions for phylogeny of some taxonomically difficult groups of plants．However，there are some prob-lems coming along with chloroplast phylogenomics as well．In this review，the application prospects and potential problems of chloroplast phylogenomics in plant phylogenetic reconstruction were discussed based on recent phylog-enomic case studies．The influence of next-generation sequencing on chloroplast phylogenomics was also discussed．Key words：Phylogenomics；Chloroplast genome；Next-generation sequencing；Long-branch attraction地球上的生命形式多种多样，它们因有着共同的进化历史而有着或近或远的渊源。
正确理解不同生物类群之间的关系不仅是进化生物学研究的前提，生物分类和命名的依据，而且也是开展生物学其它分支学科研究的基础。
因而构建可靠的系统发育树（即将各生物类群之间的关系形象地以树的形式描绘出来）不仅是系统发育研究的重点，也是生物学研究的重要内容之一。
早期系统发育学家通过对化石记录、比较形态学和比较生理学的研究，构建出了物种进化历史的主要框架（Nei和Kumar，2000）。
20世纪80年代以后，随着分子生物学的快速发展，系统发育研究开始由比较形态学转向分子系统学研究领域，即利用生物大分子（如DNA序列、氨基酸序列等）所提供的信息来推断生物的进化历史（Li和Olmstead，1997；Nei和Kumar，2000；田欣和李德铢，2002）。
分子系统学研究的出现使我们对生命进化过程有了更深刻的认识。
然而随着分子证据的不断积累，基于不同分子片段对同一类群所进行的分子系统学研究结果之间存在的差异，植物分类与资源学报2011，33（4）：365 375Plant Diversity and Resources DOI：10．3724/SP．J．1143．2011．10202＊＊＊基金项目：中国科学院现代农业科技创新基地重要方向性项目“重要野生禾本科植物的比较基因组学和重要功能基因的研究（KSCX2-YW-N-029）”通讯作者：Author for correspondence；E-mail：dzl@mail．kib．ac．cn收稿日期：2010－11－15，2010－12－01接受发表作者简介：张韵洁（1984－）女，在读硕士研究生，主要从事植物系统发育基因组学研究。
也使人们逐渐认识到基因树虽然在一定程度能反映物种的进化历史，却不能等同于物种树（de Queiroz等，1995；Wendel和Doyle，1998）。
因此，越来越多的学者试图将来自不同基因组（如核基因组、线粒体基因组或叶绿体基因组）和具有不同功能的分子片段相结合，或与形态学性状联合起来进行分析。
虽然研究方法有所不同，但系统发育学家所做的努力最终目的只有一个，即构建能反映物种真实进化关系的可靠的系统发育树。
随着测序技术的日益完善，越来越多的基因组序列得到解析，系统发育研究进入了一个崭新的时代———系统发育基因组学时代。
系统发育基因组学是进化生物学领域里由系统发育学和基因组学结合形成的一门崭新的交叉学科（Eisen，1998；Eisen和Hanawalt，1999）。
系统发育基因组学的研究是围绕着系统发育学和基因组学展开的，主要研究内容包括在基因组水平上用大规模的分子数据研究生物之间的系统发育关系以及利用进化关系反过来研究基因组的进化机制（如DNA修复过程，未知基因的功能注释等）（Eisen，1998；Eisen和Hanawalt，1999；Delsuc等，2005）。
在植物中由于核基因组的复杂性使得单拷贝（或低拷贝）基因的筛选比较困难，而对植物核基因组的测序工作目前仅局限在基因组相对较小的模式物种或具有重要经济或生态价值的物种中，如拟南芥、水稻、高粱、黄瓜等，因此基于大规模核基因的植物系统发育基因组学的发展相对滞后。
而植物线粒体基因组具有的很多特性使其在系统发育研究中的应用受到了限制，如线粒体基因组大小在各植物类群中变异很大（大多数被子植物线粒体基因组大小在300 600kb），且基因组中存在很多由基因组之间水平转移造成的外源基因插入（Palmer，1992）；线粒体基因组进化速率较慢，其核苷酸替换率比叶绿体基因组慢4倍，但在其基因组中却广泛存在分子内重组（intramolecular recombination）现象（Palmer和Herbon，1988；Lonsdale等，1988）。
因此，在植物中，线粒体基因组一般情况下不是系统发育基因组学研究的理想资源。
植物叶绿体基因组序列具有很多优点，使之被广泛应用于分子进化及系统发育研究。
首先，叶绿体基因组包含大量的遗传信息，础。
其次，叶绿体DNA的核苷酸置换率适中，在应用上很有价值。
叶绿体基因组的编码区和非编码区的分子进化速度差异显著，分别适用于不同阶层的系统学研究（Clegg等，1994）。
除此以外，叶绿体基因组大小适中，便于测序，且各植物类群叶绿体基因组之间具有良好的共线性，便于比较分析。
因此，近年来基于叶绿体基因组的系统发育基因组学得到了较快的发展。
到2010年10月为止，在NCBI数据库中收录的叶绿体基因组已达146个，其中19个为藻类，其余均为陆生植物，为系统发育研究提供了大量可用的数据。
本文拟结合研究中的具体例子，探讨叶绿体系统发育基因组学在植物系统发育重建中的应用价值、存在的优势和问题以及新一代测序技术对叶绿体系统发育基因组学发展的促进作用。
1叶绿体基因组的结构与功能叶绿体是与光合作用直接相关的细胞器，其基因组的功能也跟光合作用密不可分，一般认为叶绿体是由蓝细菌通过内共生起源的。
叶绿体作为植物细胞中一个独立的细胞器，拥有自己的一套完整的基因组。
它在在裸子植物中一般为父系遗传，而在被子植物中多为母系遗传。
双亲遗传的现象较为罕见，在被子植物中约占14%（Cor-riveau和Coleman，1988）。
叶绿体基因组一般为共价闭合环状DNA，在细胞中以多拷贝的形式存在，高等植物的叶绿体基因组具有高度保守的四分体结构（Jansen等，2005），即由两个反向重复序列（inverted repeat sequence，IR）将整个环状的叶绿体基因组分为大单拷贝区（large sin-gle copy，LSC）和小单拷贝区（small single copy，SSC）。
也有少数植物如豆科的地三叶草（Trifoli-um subterraneum）、蒺藜苜蓿（Medicago truncatu-la）和鹰嘴豆（Cicer arietinum）因一个反向重复区完全丢失而具有特殊的叶绿体基因组结构（Cai等，2008）。
叶绿体基因组大小一般在115 165kb范围内，基因组大小变异主要受反向重复区长度变异影响。
叶绿体中绝大多数蛋白复合体是由核基因组和叶绿体基因组共同编码的。
叶绿体基因组约编码110 130个基因，这些基因主要可分为三大类：第一类是那些涉及叶绿体基因表达的基因，包括编码叶绿体RNA聚合酶三663植物分类与资源学报第33卷个亚基、核糖体RNA、转运RNA、核蛋白体蛋白及翻译起始蛋白等产物的基因；第二类基因是那些与光合作用有关的基因，如Rubisco大亚基基因，光合电子传递链中各蛋白复合体（PSⅠ，PSⅡ，细胞色素复合体，ATP合成酶）的几个亚基基因等；第三类包括据推测为NADH脱氢酶各个亚基的基因和开放阅读框架，它们的功能目前尚待查明。
陆生植物的叶绿体基因组在基因数目及基因排列顺序上相对保守，但一些类群的叶绿体基因组也具有其独特的特征，使其与其它植物区分开来。
如松属植物叶绿体基因组的ndh基因家族全部丢失（Wakasugi等，1994），而列当科寄生植物Epifagus virginiana的叶绿体基因组仅包含42个基因，丢失了与光合作用和叶绿体呼吸作用有关的所有基因以及叶绿体编码的RNA聚合酶基因（Wolfe等，1992）。
2叶绿体基因组在植物系统发育研究中的应用及优势系统发育基因组学中所涉及的研究方法主要包括：（1）基于序列分析的方法，该方法与传统分子系统学研究方法一致，因而被广泛应用。