重楼属Paris L.是重要的药用类群,全球约有40余种,主要分布于欧亚大陆温带和热带地区,多个物种被列为濒危等级。该属自建立以来,重楼属被归属于多个科,其属下分类也存在较多争议,多位学者对该属与延龄草属的亲缘关系也存在分歧。此外,自2017年来陆续发现了该属几个罕见的新种,这些物种的分类学地位亦存在争议,且缺乏叶绿体基因组等生物学信息。分类的争议和遗传信息的缺少,限制了重楼属植物资源保护与开发利用,严重制约相关医药工业的可持续发展和资源保护。为此,本研究采用Illumina技术,对重楼属植物和延龄草Trillium tschonoskii的叶绿体基因组进行测序、组装。利用比较基因组学技术手段,分析不同物种叶绿体基因组的进化特点。基于蛋白编码基因、叶绿体全基因组以及基因间区序列,构建重楼属植物的系统发育树,从不同角度探讨了该属的分类。主要研究内容和结果如下:（1）本研究通过测序、组装获得重楼属21个物种和延龄草的完整叶绿体基因组。其中,7个物种为首次测序,包括李恒重楼P.lihengiana、漕涧重楼P.caojianensis、白花重楼P.polyphylla var.alba、狭叶重楼P.polyphylla var.stenophylla、短瓣球药隔重楼P.fargesii var.brevipetalata、矮重楼P.polyphylla var.nana和亮叶重楼P.nitida。（2）本研究分析了重楼属植物和延龄草叶绿体基因组中AT含量高于GC含量的成因。（1）简单重复序列（SSR）中单核苷酸重复最多,以A/T重复为主;（2）偏好使用以A/U（T）结尾的密码子;（3）所有预测的RNA编辑位点均为C到T的转换。（3）本研究对重楼属21个植物和延龄草叶绿体基因组的编码基因进行了统计,发现重楼属植物叶绿体基因组编码的基因种类、个数和顺序完全一致,共编码135个基因,包括89个蛋白质编码基因,8个rRNA基因和38个tRNA基因。延龄草叶绿体基因组共编码130个基因,包括87个蛋白编码基因,37个tRNA基因和6个rRNA基因。此外,相较于其他被子植物,本研究发现chIB、chIL、ycf68、trnS-UGA和trnTUGU基因在重楼属植物中丢失。（4）首次对重楼属植物和延龄草的RNA编辑进行研究,结果显示在毛重楼P.mairei、白花重楼P.polyphylla var.alba、矮重楼P.polyphylla var.nana和亮叶重楼P.nitida中,其ndhD基因必须发生C到T编辑,才能形成起始密码子ATG（M）,完成转录和翻译。（5）重楼属21个植物叶绿体基因组具有较高的保守性,没有重排重组现象发生。通过mVISTA全局比对发现,重楼属植物叶绿体基因组非编码区变异高于蛋白编码区域,LSC区、IR区变异明显大于SSC区。通过IR边界分析发现,多叶重楼变异最大,其表现出独特的IR收缩和扩张类型。与其他物种相比,短瓣球药隔重楼P.fargesii var.brevipetalata、白花重楼P.polyphylla var.alba、李恒重楼P.lihengiana和独龙重楼P.dulongensis的IRs区存在明显的收缩。（6）选择压力分析表明clpP,ndhA,ndhF,rpl20,rpl32,rpoC1和ycf2,在重楼属部分物种中经历了正向选择,其中ndhF在独龙重楼、北重楼、四叶重楼和日本重楼中被选择进化。这可能是由于高纬度和高海拔冬季气候寒冷造成的,这些物种通过ndhF基因的适应性进化,使其能够适应变化的生境。（7）本研究构建的系统发育树均显示重楼属与藜芦属亲缘关系较近,建议将其归入藜芦科。蛋白编码基因树和叶绿体全基因组树,均支持将重楼属划分为3个亚属5个组,分别是蚤休亚属Subgen.Euthyra（蚤休组Sect.Euthyra、五指莲组Sect.Axiparis、黑籽组Sect.Thibeticae和日本重楼组Sect.Kinugasa）、延龄草亚属Subgen.Trillium和狭义重楼亚属Subgen.Paris s.s.（北重楼组Sect.Paris）。基因间区树显示重楼属为非单系属,其由蚤休属和狭义重楼属两个独立的属组合而成,应将重楼属划分成两个属。此外,两种分类系统均显示首次测序的7个物种归属于蚤休组,且均预测到五指莲组物种可能是重楼药材的替代资源。