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为探究早熟禾亚科（Pooideae）基因组大小变异及进化意义，研究人员测定 59 种植物核基因组大小。结果显示该亚科基因组和染色体大小变化大，‘核心早熟禾亚科’可能源于染色体融合。这为理解其进化提供依据。
在广袤的植物世界里，禾本科植物是不可或缺的重要角色。其中，早熟禾亚科作为禾本科中最大的亚科，包含约 4130 种植物，广泛分布于温带地区，对生态系统和农业生产意义重大。然而，长期以来，早熟禾亚科在基因组和染色体方面仍存在诸多谜团。比如，其基因组大小变化规律不明，染色体基数演变的机制不清，这些问题限制了人们对该亚科植物进化历程的深入理解，也给相关的农业研究和生态保护带来阻碍。为了揭开这些谜团，德国马丁路德大学哈雷 - 维滕贝格分校（Martin Luther University Halle-Wittenberg）的研究人员 Grit Winterfeld、Natalia Tkach 和 Martin R?ser 开展了一项深入研究，相关成果发表在《Plant Systematics and Evolution》杂志上。
研究人员采用了多种关键技术方法。在测定基因组大小时，运用流式细胞术（FCM），通过对植物新鲜叶片或硅胶干燥叶片进行处理、染色和测量，获取相对基因组大小数据；对于染色体数目，从染色体计数数据库（CCDB）获取部分数据，同时对部分样本进行实验室计数；此外，结合已有研究数据，综合分析得出结论。
研究结果如下：
- 基因组和染色体大小：早熟禾亚科的全基因组（2C 值）大小范围为 0.67 pg/2C（短柄草属的 Brachypodium stacei I）到 45.26 pg/2C（小麦族的 Thinopyrum ponticum），变化约 68 倍；单倍体基因组（1Cx 值）大小从 0.33 pg/1Cx（针茅属的 Austrostipa scabra subsp. scabra）到 9.19 pg/1Cx（黄花茅属的 Anthoxanthum gracile），变化 27.8 倍；染色体平均 DNA 含量（MC）在 0.02 pg（Austrostipa scabra subsp. scabra）到 1.84 pg（Tricholemma jahandiezii）之间，变化 92.0 倍。
- 各部落特征：
- ‘早期分化’谱系：如短颖草族（Brachyelytreae）的 Brachyelytrum 属，2C 值约 3.13 pg，染色体基数x=11 ；地杨梅族（Nardeae）的 Nardus stricta，2C 值平均 4.02 pg，染色体基数可能为x=12 ；还有一些部落，像剪股颖族（Ampelodesmeae）、短柄草族（Brachypodieae）等，基因组和染色体大小各有特点，且部分属种存在特殊的繁殖方式或染色体变异情况。
- ‘核心早熟禾亚科’：包括燕麦族（Aveneae）、羊茅族（Festuceae）、早熟禾族（Poeae）等，分布广泛且物种丰富。它们的基因组和染色体大小变化多样，例如燕麦族的 2C 值从 2.48 pg 到 33.69 pg，羊茅族从 3.01 pg 到 30.48 pg，早熟禾族从 2.41 pg 到 36.73 pg。
- 进化模式：早熟禾亚科的基因组大小变异几乎涵盖了整个禾本科的已知变异范围。‘早期分化’谱系大多基因组较小，而‘核心早熟禾亚科’与短柄草族在染色体基数上偏离了‘早期分化’谱系的x=12 ，‘核心早熟禾亚科’主要为x=7 ，可能源于染色体融合，但没有证据支持其起源时发生了全基因组加倍（WGD）。
- 染色体基数与起源：x=12 可能是早熟禾亚科的祖先染色体基数，在多个‘早期分化’部落中存在。通过与其他相关亚科比较基因组参数和染色体基数，发现它们之间存在相似性和差异，这有助于理解早熟禾亚科的进化起源。
研究结论和讨论部分表明，早熟禾亚科在基因组和染色体大小上具有极大的多样性，其‘早期分化’谱系和‘核心早熟禾亚科’在这些方面差异显著。这一研究成果为深入理解早熟禾亚科的进化历程提供了关键线索，揭示了其染色体基数演变和基因组大小变化的规律，对研究植物适应环境的机制以及相关作物的遗传育种具有重要意义，也为后续进一步探究植物基因组进化提供了重要参考。
