水富虫草Cordyceps shuifuensis,在云南水富采集发现的昆虫病原性真菌,属于子囊菌门、粪壳菌纲、肉座菌目、虫草菌科、虫草属。基于系统发育研究发现,在系统发育树上,水富虫草与细脚虫草Cordyceps tenuipes、蛹虫草Cordyceps militaris、粉被虫草Cordyceps pruinosa、九州虫草Cordyceps kyushuensis属于虫草属的近缘种。本研究利用二代测序技术及生物信息学分析方法,对虫草属五个物种的线粒体基因组进行测序、组装、注释、分析,并构建虫草属系统发育树,以探究虫草属物种遗传分化及亲缘关系。水富虫草及四个近缘种线粒体基因组都由环状DNA组成,大小在29951bp～34 094bp范围之间,水富虫草线粒体基因组大小位列第四。五个物种线粒体基因组均由15个蛋白编码基因,2个r RNA,25～27个t RNA组成。和细脚虫草、蛹虫草、粉被虫草线粒体基因组相比,水富虫草线粒体基因组没有扩增,其蛋白编码区和内含子区都比这三个物种线粒体基因组对应基因区小。在五个物种线粒体基因组中,有一个不同于虫草科其他属物种的核苷酸重叠区,位于trn T-TGT和rnl之间。在rnl,cob,cox1,cox2,cox3,nad1,nad5这7个基因中,内含子出现频率较高,数量在1～4范围内。开放阅读框,主要编码归巢核酸内切酶,数量在4～14范围内,主要分布在内含子中。一个特殊的内含子-外显子型开放阅读框出现在水富虫草线粒体基因组中,非内含子开放阅读框出现在细脚虫草和粉被虫草线粒体基因组中。多态性位点及核苷酸多态性分析发现,基因nad5多态性位点数目最多,核苷酸多态性最高。GC含量分析发现,基因atp9的GC含量最高。基因重排及共线性分析发现,五个物种线粒体基因组一共有6个同源区,其中一个属于蛹虫草和粉被虫草线粒体基因组共有,在水富虫草、蛹虫草、九州虫草线粒体基因组中,发现有trn R-CCT和trn G-ACC的插入。基于最大似然法构建系统发育树分析发现,与水富虫草亲缘关系亲近的依次是蛹虫草、九州虫草、粉被虫草、细脚虫草。本研究首次报道水富虫草、粉被虫草、九州虫草线粒体基因组,为丰富虫草属资源提供遗传背景资料,为虫草属物种线粒体基因组及比较基因组学研究奠定基础,同时促进虫草属系统发育、遗传进化理论研究。