山茶属(Camellia)是山茶科(Theaceae)中物种数量最多、且最具经济价值的一个属,仅分布于亚洲,是亚热带常绿阔叶林的典型植物,约有280个物种,我国占所有山茶属物种的百分之八十以上。我国对山茶属研究起步较晚,许多山茶属植物资源没能得到恰当的保护,对山茶属资源保护迫在眉睫,通过利用对山茶属植物系统发育研究,能识别和分离山茶属物种、分析它们之间的遗传相似性以及比较其遗传差异,可为山茶属植物资源保护提供更加科学的依据和决策支持。山茶属植物自交不亲和,为异花授粉植物,种Immunochemicals间杂交很普遍,这使得它们之间的亲缘关系很复杂。因此本研究对71个山茶属物种进行高通量测序,再结合生物信息学对山茶属叶绿体基因组结构进行比较分析,利用叶绿体基因组序列(cp DNA)重建山茶属的系统发育关系,推测其分化时间,厘清山茶属物种间亲缘关系,能为我国山茶属资源保护与开发提供指导。主要研究结果如下:1.通过Illumina Hi Seq 4000平台对山茶属13个组71个物种进行高通量测序,获得高质量的基因组序列数据。山茶属叶绿体全基因组呈典型四分体结构,序列长度为156390 bp-157147 bp,GC含量为37.29%-37.36%,山茶属每个物种均注释出131个基因,包括87个蛋白编码基因、36个t RNA基因和8个r RNA基因,没有出现基因缺失与重排现象。2.选取具有代表性的13个山茶属物种对cp DNA进行序列特征分析:检测到911个SSR位点,大部分为单核苷酸重复单元且为A/T类型,检测到536个长重复序列,数量最多的是回文重复序列。每个物种均检测到了64种密码子编码的20种氨基酸,仅甲硫氨酸(Met)和色氨酸(Trp)同义密码子相对使用度为1,不具有密码子偏好性,大部分密码子偏好以A/U结尾。反向重复区边界没有出现基因倒位重排现象,主要变化的基因是ndh F和ycf1,编码区比非编码区表现出更高的保守性,IR区的保守性也高于大单拷贝区和小单拷贝区。3.对71条本研究组装的山茶属叶绿体全基因组序列进行核苷酸多态性和遗传距离计算,显示山茶属叶绿体基因组序列较为保守,发掘了8个变异热点(trn S-trn R、pet N-psb M、trn Q-psb K、ndh F-rpl32、psb K-psb I、ycf15-trn L、trn L-ndh B(exon2)、ycf1),具有开发成分子标记和DNA条形码的潜力,遗传距离最大的两个物种是威宁红山茶(C.weiningensis)与毛籽离蕊茶(C.pilosperma)和普洱茶(C.assamica)之间。4.本研究使用了71份测序组装材料和58条从NCBI下载的序列,共LBH589作用计129份材料(包含19个组106个物种与3个外类群),并基于叶绿体序列(LSC+SSC+IR)和CDS序列构建最大似然树和贝叶斯树。其结果显示,山茶属129个物种可分为8个大支,属下各组发育关系如下:1)小黄花茶(C.luteoflora)单独聚为一支,不与其他组合并,独立为一组;2)支持连蕊茶组(Sect.Theopsis)与毛蕊茶组(Sect.Camelliopsis)合并,将短柱茶组(Sect.Paracamellia)与油茶组(Sect.Oleifera)合并,但不支持超长柄茶组(Sect.Lonissima)与长柄茶组(Sect.Longipedicellata)合并,将茶组(Sect.Thea)与秃茶组(Sect.Glaberrima)合并,糙果茶组(Sect.Furfuracea)与半宿萼茶组(Sect.Pseudocamellia)合并处理;3)金花茶组(Sect.Chrysantha)为单系群,而古茶组(Sect.Archecamellia)与红山茶组(Sect.Camellia)均不为单系群;4)将毛籽离蕊茶划入茶组,支持把威宁红山茶划入红山茶组,重庆山茶(C.chungkingensis)并入瘤果茶组(Sect.Tubercula);5)小黄花茶组(Sect.Luteoflora)、连蕊茶组与茶组是较为原Dorsomorphin始的类群,油茶组、短柱茶组与糙果茶组是较为进化的类群。5.分子钟分析表明,山茶属与圆籽荷属最近的共同祖先分化时间为25.21 Mya左右,与核果茶属分化时间在20.99 Mya左右,山茶属中最原始的是实果茶组(五柱滇山茶C.yunnanensis),分化时间约为8.05 Mya,较为进化的分组是油茶组、短柱茶组和糙果茶组类群,分化时间约为4.97 Mya。山茶属内部分化基本都在中新世。