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叶绿体是植物光合作用的重要细胞器,它可以通过光合作用进行能量转换,同时叶绿体也是母本遗传信息的重要载体。母系遗传有其独有的特性,安全性好,并可避免基因外漏造成的基因污染。与核基因组不同,叶绿体基因组较核基因小很多,并具有多拷贝,能快速高效表达目的基因的特点。有研究表明,叶绿体基因组信息在揭示物种进化、杂交、演变,以及物种鉴定等方面具有重要价值。同时,其参与了植物细胞中的许多生化过程,如叶绿体氮代谢、硫酸盐还原等。紫花苜蓿(Medicago sativa)和箭筈豌豆(Vicia sativa)作为主要的豆科草类植物,它们同样在土地绿化和生态修复中起着重要作用,具有防止水土流失的功能。箭筈豌豆和紫花苜蓿也可以作为观赏植物和绿肥作物。鉴于叶绿体基因组研究的重要性,而草类植物叶绿体基因组研究尚未充分展开,所以,本文箭筈豌豆和紫花苜蓿为例,对其进行全基因组测序和分析研究,从而为草类植物叶绿体基因组研究做贡献。本文收集整理了近年来的有关资料,以紫花苜蓿和箭筈豌豆为研究对象,采用DNase I法提取纯化叶绿体DNA,利用第二代高通量测序技术进行测序,并对其叶绿体全基因组序列的结构特征进行分析。结果表明:1.紫花苜蓿叶绿体基因组结构仅包括一个单拷贝的反向重复序列,其叶绿体全基因组大小为128,574 bp,共编码了109个基因,包括4个核糖体RNA(rRNA)基因,30个转运RNA(tRNA)基因,75个蛋白质编码基因。2.“兰箭3号”春箭筈豌豆叶绿体基因组跟紫花苜蓿一样,仅包括一个单拷贝的反向重复序列,其叶绿体全基因组大小为121,883 bp,共编码了109个基因,包括4个核糖体RNA(rRNA)基因,29个转运RNA(tRNA)基因,75个蛋白质编码基因和1个假基因。3.紫花苜蓿和箭筈豌豆在叶绿体基因组结构、基因种类、排列顺序上与其他豆科植物基本一致。其叶绿体全基因组序列已在GenBank注册,序列号分别为为KU321683和KU053796。这两种豆科草类植物的叶绿体全基因组测序的成功为叶绿体分子生物学研究奠定了基础,并可有效地促进箭筈豌豆和紫花苜蓿的遗传育种和分子进化研究。