大麦是世界上第四大粮食作物,具有早熟、耐旱、耐盐、耐低温、耐瘠薄等特性。作为新石器时代最早被人类种植的作物之一,大麦的驯化大约发生在一万年前的新月沃土地带。尽管从农艺性状、生理生化及分子群体遗传等角度对大麦的起源和驯化已开展了较多的研究,但是基于叶绿体全序列从进化基因组(Phylo genomics)角度的大麦起源驯化研究还未见报道。本研究利用高通量测序技术测序、组装获得了65个大麦野生种、农家种及栽培种的叶绿体全基因组序列,共鉴定到232个SNP和115个InDel,且变异主要(SNP:44.75%;InDel:63.95%)分布于基因间隔区,同时还发现了5个栽培品种特异存在的同义突变位点;遗传多样性分析发现野生材料的多样性指数明显高于栽培品种。系统进化、PCA和STRYCTURE分析可将野生大麦和栽培大麦划分为两大类群,而野生大麦又可依据其来源地分为Southern Levant、Northern Levant和Central Asia三大亚群;结合GPS信息,mental-test检验发现野生材料地理位置与遗传距离之间呈显著正相关关系。最后,参照化石年代,通过分子钟检验我们推算出中东和中亚野生大麦的分歧年代大约发生在10万年前。本研究提供了丰富的大麦叶绿体基因组序列资源,为从叶绿体基因组角度揭示野生与栽培大麦的遗传变异、遗传分化和分子进化关系提供了重要的信息。