本研究中,我们使用Illumina Hiseq 2000测序平台对大百合属三个物种的叶绿体基因组进行测序.对测序所得到的reads进行筛选、组装、拼接,最终得到大百合、荞麦叶大百合及日本大百合的叶绿体基因组长度分别为152,652 bp,152,416 bp,152,410 bp.三个叶绿体基因组都是由大单拷贝、小单拷贝以及两个反向重复区组成的环状结构,并且均包含115个不同的基因,其中30个是tRNA基因,4个是rRNA基因,81个为编码蛋白基因.尽管三个叶绿体基因组在基因含量、基因次序、碱基含量等方面几乎保持一致,但反向重复区的伸缩和扩张导致了三个叶绿体基因组长度的变异.在大百合、荞麦叶大百合和日本大百合中分别检测到71、65和63个微卫星,以及45、57、45个重复结构,此外,筛选出的6个高变(rps19,rpoC2-rpoC1,trnS-psbZ,trnM-atpE,psaC-ndhE,ycf15-ycf1)可用于后续的群体遗传学和系统发育生物学研究.基于百合科13个物种的叶绿体基因组全长和74个共有的编码蛋白基因这两个数据集,利用最大似然法和贝叶斯法分别构建系统发育树,所得的四个拓扑结构完全一致,强烈支持了大百合属单独形成一个支,以及荞麦叶大百合和日本大百合是姐妹关系.总之,本研究首次对大百合属三个物种的叶绿体基因组进行了比较分析,研究结果不仅阐明了大百合属的系统发育关系,而且为该属的物种鉴定、保护遗传学、物种形成与生物地理学研究提供了大量的分子标记信息.