摘要目的 研究角蒿属Incarvillea Juss.药用植物叶绿体基因组特征、变异程度及系统发育关系,为角蒿属物种分子鉴定、系统发育及药用植物资源保护等研究提供参考.方法 以5种角蒿属药用植物为研究对象,通过高通量测序获取密生波罗花叶绿体基因组,并结合同属4种药用植物的叶绿体基因组序列,利用生物信息学方法比较5种角蒿属药用植物叶绿体基因组之间的结构特征及变异程度,同时以凌霄为外类群分析了角蒿属的系统发育关系.结果 5种角蒿属药用植物的叶绿体基因组为典型的四分体结构,均包含一个大单拷贝区、一个小单拷贝区及2个反向重复区.密生波罗花Incarvillea compacta的叶绿体基因组序列长度为150 144bp,GC含量为40％,共注释到基因119个,其中76个蛋白质编码基因、35个转运RNA(transfer RNA,tRNA)基因、8个核糖体RNA(ribosomal RNA,rRNA)基因.重复序列分析发现两头毛I.arguta叶绿体基因组重复序列数量最少,且只有两头毛同时含有4种类型的重复序列,其余4种药用植物的重复序列总数及重复类型相同.密生波罗花有44个简单重复序列(simple sequence repeats,SSRs),且以单核苷酸(A/T)重复为主.叶绿体基因组比较分析发现角蒿属内5种药用植物的叶绿体基因组中非编码区比基因编码区的变异程度大,黄波罗花I.lutea与其他4种药用植物相比,具有较高的序列变异,而两头毛在进化上最为保守,同时发现藏波罗花I.younghusbandii和密生波罗花的序列相似性较高;共线性结果表明,角蒿I.sinensis、密生波罗花及藏波罗花中存在程度不一的基因重排.选择压力分析结果表明在角蒿属5种药用植物中rps2、rps7、psbN蛋白编码基因均受到正选择.系统发育分析结果显示,密生波罗花与藏波罗花亲缘关系最近,与两头毛的亲缘关系最远.结论 5种角蒿属植物在叶绿体基因组结构特征方面较为保守,但其变异程度存在差异.其中,两头毛的变异程度最低,进化上最保守.就亲缘关系而言,密生波罗花和藏波罗花的亲缘关系最近.基于叶绿体基因组构建的系统发育树在一定程度上可以揭示角蒿属物种的系统发育关系.