细胞器基因组包括了叶绿体基因组和线粒体基因组,是植物细胞基因组的重要组成部分。细胞器基因组作为植物叶绿体、线粒体的控制中枢,承载着维持细胞正常活动的重要使命,影响着植物细胞的生理生化反应。组装薄壳山核桃（Carya illinoinensis）叶绿体基因组、线粒体基因组,并解析二者的遗传信息、结构、基因组成等特征,有助于更深入地了解该物种,为其种质资源鉴定、系统发育等研究提供依据。而薄壳山核桃目前繁杂的品系和相近的形态学特征为该种的林木管理带来了一定阻碍。利用细胞器基因组开发用于品种鉴定的DNA条形码,可为薄壳山核桃的管理和育种工作提供参考与帮助。本文组装了薄壳山核桃的叶绿体基因组和线粒体基因组,并分析了二者的基因组结构、基因组成、重复序列等特征,为进一步薄壳山核桃细胞器基因组的深入研究提供理论基础。再依据不同品种之间细胞器基因组的差异性特征,开发了可用于区分多个品种的DNA条形码组合,以助力薄壳山核桃的品种鉴定工作。本文的主要研究结果有:（1）成功组装了7个薄壳山核桃品种（Pawnee、Mahan、Mohawk、Schley、Starking、Stuart、Success）的叶绿体基因组,并进行了对比分析。薄壳山核桃叶绿体基因组总长160 819 bp,GC含量为36.1%,共编码基因130个,检测到90个SSR重复位点,对丝氨酸、亮氨酸等多个氨基酸具有较高的偏好性。不同品种间,仅Starking品种的叶绿体基因组总长缺失300bp,其余品种高度一致,未检测到差异信息。（2）利用第三代测序数据成功组装了薄壳山核桃Pawnee品种的线粒体基因组,并对其进行了分析。其线粒体基因组总长495 514bp,GC含量高达45%,共编码73个基因,检测到166个SSR重复位点,对亮氨酸、缬氨酸等氨基酸具有偏好性,但缺乏转运亮氨酸的tRNA基因。（3）对细胞器基因组与核基因组之间进行了共线性分析。发现薄壳山核桃叶绿体基因组和线粒体基因组之间存在较长的迁移序列,但迁移序列间没有基因交流。细胞器基因组都与核基因组存在较多的共有片段,且二者与核基因组发生共线性的染色体具有明显偏好性,但同样未发现三者之间存在基因交流现象。（4）基于薄壳山核桃细胞器基因组和ITS2序列开发了共34对可成功扩增的DNA条形码,并进行了PCR扩增实验和测序结果分析。凝胶电泳结果显示ITS2序列条形码可将多个薄壳山核桃品种区分为两个类群。统计扩增产物测序结果中的变异位点信息,得到ITS2+trnT-psbD+nad6的条形码组合可将实验品种区分开。