线粒体是真核细胞内半自主性的一类细胞器,独特之处是线粒体的遗传物质和遗传体系自成一体。1967年,美国植物学家在“On the Origin of Mitosing Cells”中提出了“内共生学说”（endosymbiont hypothesis）,认为线粒体起源于细菌,而不是古细菌。相比其他生物的线粒体基因组而言,植物的更为复杂。在大小方面,不同的植物之间差异极大,大多数植物介于200-800 kb之间。在结构方面,植物线粒体基因组通常由一个主基因组和由多个重复片段介导的重组衍生的许多大小不同的亚基因组构成,在不同构象之间存在亚化学计量上的偏移。高等植物体内,编码蛋白质的线粒体基因通常有41个,但在不同类群中存在不同程度的缺失和假基因化。RNA编辑是植物线粒体RNA出现的一种转录后调控,在RNA水平进行碱基的改变,从而改变氨基酸的性质。石松类植物是现存最早的维管植物分支代表,卷柏科（Selaginellaceae）仅卷柏属（Selaginella）一属,且其植物的多样性在石松类植物最高。S.moellendorfii、H.squarrosa、I.Isoetes线粒体的研究表明三者各有特点且彼此之间差异极大。本研究以中华卷柏（Selaginella sinensis）为研究材料,利用二代高通量测序（Illumina Hiseq）和三代单分子测序（Pac Bio Sequel）技术,结合转录组数据（mRNA和total RNA）,深度解析了中华卷柏（Selaginella sinensis）的线粒体基因组的各项基本特征。研究结果显示:（1）中华卷柏（Selaginella sinensis）线粒体基因组其结构为网络状,包含多个有不同连接方式的节点。（2）结合二代和三代数据,我们组装出的线粒体基因组的大小为185 kb,包含有8个部分,包括6个环形结构和2个线形结构,大小依次为:47652 bp、24119 bp、38446 bp、13845 bp、41035 bp、8879 bp、3960 bp、6845 bp。（3）GC含量达68.70%,与江南卷柏（GC含量为68.20%）相比差异不大,但高于现有的报导中其他的石松类植物,更是明显高于被子植物的GC含量。（4）基于以上结构,以S.moellendorfii、H.squarrosa、I.Isoetes为参考基因组进行同源注释,在中华卷柏的线粒体基因组中共注释出17个基因,分别是:nad1、nad2、nad3、nad4、nad4L、nad5、nad6、nad7、nad9、cob、cox1、cox2、cox3、atp1、atp6、atp8、atp9,基因大量减少。（5）经统计,RNA编辑位点为1904个,其中C to U型为1784个,U to C型为120个;中华卷柏线粒体基因组RNA编辑位点的研究丰富了卷柏科植物RNA编辑的类型,增加了U to C型的RNA编辑;RNA编辑位点的数目明显高于其叶绿体中RNA编辑位点的数目;且发生在第二为密码子上面的RNA编辑最多,其次是第一位密码子,第三位密码子最少;在所有的RNA编辑中,大部分的编辑导致了非同义编码,占78%,在所有的RNA编辑所造成的氨基酸的变化中,大多数的氨基酸变化是由亲水性变为疏水性,少部分氨基酸由疏水性变为亲水性,整体上,通过RNA编辑,中华卷柏线粒体基因组氨基酸的疏水性增强。（6）基因的同义（dS）和非同义碱基替换速率（dN）均处于极高的水平,与被子植物和石松类植物中的石松和水韭相比都存在较大差异。研究结果揭示出中华卷柏（Selaginella sinensis）线粒体基因组结构复杂,具有高度动态的结构,多种构象共存。在植物线粒体基因组中,GC含量与基因组的重组频率和速率相关,而重组会对碱基替代速率产生相关的影响,故而与RNA编辑位点的丰富度相关。中华卷柏线粒体基因组与高等植物线粒体基因组相比,其基因含量大量减少,与已报导的江南卷柏（S.moellendorfii）一致。中华卷柏重复片段多,GC含量和RNA编辑位点数目为目前所报道的植物之最,由此造成的进化速率相比其他类群而言均高出很多,这些特征在之前报道的植物中都是独特的,这种特殊的线粒体基因组是卷柏属的特征。