陆龟科(Testudinidae)是龟鳖目(Testudinata)中唯一以陆生、食草为主的类群,其物种繁多、寿命长、形态多样。陆龟科现存约55个种,分为19属,它们代表了约17％的现存世界龟类的多样性。　　本研究采用PCR、Long–PCR及测序技术,获得了陆龟科(Testudinidae)安哥洛卡属的安哥洛卡陆龟(Astrochelysyniphora)和放射陆龟(A.radiata)、苏卡达属的苏卡达陆龟( Centrochelys sulcata)、星龟属的印度星龟(Geochelone elegans)、南美陆龟属的红腿陆龟(Chelonoidis cardonaria)和黄腿陆龟(C.denticulata)及折背龟属的贝氏折背龟(Kinixys belliana)等7个物种的线粒体全基因组序列,并对其进行了生物信息学分析。7种陆龟线粒体基因组全长分别为16527bp(登录号JX317746),16951bp(登录号 KJ489403),16692bp(登录号 KJ489404),17025bp(登录号KJ489405),16881bp(登录号KJ489408),16758bp(登录号KJ489409)和16504bp(登录号KJ489406)。所有7种陆龟的基因组结构、基因排列顺序和碱基组成均与典型的脊椎动物相同,具有一些显著特点的是:(1)在本研究测定的7种陆龟中,tRNALys三叶草结构的接受臂上都没有突出的碱基C。而其他非陆龟类物种的tRNALys三叶草结构的接受臂上有个无法配对的额外碱基C,会形成一个突出的小环。此现象也在已报道的陆龟科其他物种的mtDNA中存在,表明缺失此碱基C可能是陆龟科物种mtDNA的一个共同特征。(2)苏卡达陆龟的线粒体ND3基因的第175位有碱基A的插入,其余6种陆龟中则没有发现这一现象。在7种陆龟线粒体基因组的CR区3’端,共鉴定出8种基序类型的可变数目串联重复序列(variable number of tandem repeats, VNTR)。其中安哥洛卡陆龟和放射陆龟的控制区较短且有相同的基序。经分析 TATTA基序可能是7种陆龟的祖先序列,其他基序是经该基序转变而来。　　本研究从GenBank中下载了其他陆龟科14个物种的线粒体基因组全序列,它们分属印支陆龟属(Indotestudo)、欧陆属(Testudo)、扁陆龟属(Malacochersus)、凹甲陆龟属(Manouria)、豹龟属(Stigmochelys)、加拉帕格斯属(Chelonoidis),加上本研究测序的5个属物种,共涵盖了陆龟科的11个属,以该21种陆龟为内类群,以淡水龟科2物种(乌龟Chinemys reevesi和黄额闭壳龟Cuora flavomarginata)为外类群,基于线粒体全序列,(除控制区外,共有12,254bp)计算了23个物种的遗传距离,重建了陆龟科主要分类群的系统发育树。贝叶斯树、MP树和ML树的拓扑结构基本一致。结果显示:陆龟科内部可以分为三个大支,最早分化出来的一支是凹甲陆龟属;第二支由原欧陆龟属、印支陆龟属以及扁陆龟属组成涉及9种。其余为第三大支,涵盖7属9种。从遗传距离和建树结果分析,在第二大支上,赫尔曼陆龟和四爪陆龟聚为姐妹群,我们认为赫尔曼陆龟和四爪陆龟还没有达到属的分化差异,因此,赫尔曼陆龟和四爪陆龟是否的划分为两个属还需要进一步的研究。在 ML树和 BI树中,印支陆龟属和四爪陆龟、赫尔曼陆龟以及扁陆龟并系后再和欧陆属聚为一支。在MP树上,印支陆龟属和四爪陆龟、赫尔曼陆龟以及欧陆属并系后再和扁陆龟聚为一支,略有一些差异。　　在第三大支,苏卡达陆龟和印度星龟聚为姐妹群后和红腿陆龟聚为一支,再和黄腿陆龟、折背龟和加拉帕格斯聚在一起。然后与安哥洛卡属和豹龟属聚为一大支。研究表明,安哥洛卡陆龟和放射陆龟没有达到属的分化差异可归为安哥洛卡属。折背龟属和南美龟属、星龟属、苏卡达陆龟属亲缘关系较近,而不是豹龟属。苏卡达陆龟和红腿陆龟应该并入星龟属。　　本文还采用了 Beast软件估算了陆龟科主要类群的分歧时间并使用朗格拉日模型重建了祖居地。根据2个化石标定点的数据估算,陆龟科与淡水龟科的分离发生在始新世早期(the Early Eocene),距今约56 Mya。根据祖居地构建,陆龟可能起源于非洲,最初分为两大世系。亚洲世系以凹甲陆龟属为代表,其他都是非洲世系。凹甲陆龟属分歧的时间在始新世的中后期(from Middle to Late Eocene,~44 Mya),即亚洲世系和非洲世系的分离时间。非洲世系再分歧发生在始新世的中后期(the Late Eocene,~38 Mya)。结合分歧时间和祖居地结果,推测现在分布在泰国、越南一带的凹甲陆龟其最初的扩散可能是随着印度板块脱离非洲板块后再撞上亚洲次大陆。其分歧时间和地质事件相互吻合。源自非洲的星龟属、欧陆属和印支陆龟属物种,现在主要分布在印度、缅甸和欧洲,它们最初可能是通过大陆桥扩散到了亚欧(包括中国的新疆)。由于喜马拉雅山脉的隆起,阻隔了亚欧物种向中国大陆内部的进一步扩散。所以,虽然其分布地和凹甲陆龟有重叠,但是其分歧时间和祖居地是完全不同的。现分布在南美的红腿陆龟和黄腿陆龟也是非洲起源的,从非洲扩散到南美的陆龟推测可能是得力于西向的洋流带入。　　我们的结果能以较高的支持率重现陆龟科的系统发生历史,分歧时间估算和祖居地构建的结果也与陆龟科的系统发生结果相互印证。本研究为陆龟科分子系统学的研究提供了基础资料。