本文以12种重要的单子叶植物水稻、香蕉、菠萝、棕榈等基因组进行比较基因组学研究,确定物种进化过程中与多倍化关联的基因组结构和染色体进化模式,并揭示基因组进化对物种进化演化带来的影响。利用共线性分析和基因组同源结构分析,获得了物种基因组内与基因组间由全基因组加倍产生的重复基因,在不同的单子叶物种基因组内保留的重复基因数量不同,平均有5100个,其中在香蕉基因组内最多有12056个;相对单子叶植物基因组内,基因组间共线性染色体片段常常更长一些;基于种内、间同源共线性信息和物种全基因组加倍产生子基因组构成推断,构建了多个物种之间与多倍化关联的共线性列表,确定了基因组间较为可靠的旁系和直系关系。基于确定物种基因组内、间准确的同源关系,对不同基因组内、间同源基因核苷酸置换率(Ks值)计算,发现不同物种基因组进化速率不同,在禾本科中进化最慢的是水稻基因组Ks峰值0.65,最快的是大麦Ks峰值为0.85,而谷子、小麦等居中,Ks峰值为0.7;研究中结合最新化石证据,对禾本科进化事件发生的时间进行了重新校正,将禾本科物种共同加倍事件时间向前推进了~25.8个百万年。论文结合基因组内、间同源结构比较,对水稻染色体核型进化进行了深刻的比较推断,进一步证实水稻三组重要的染色体组型进化模式,推断水稻2号为4号与6号融合而成,3号为7号与10号融合而成,11号、12号曾经为同一条染色体分化而来的进化过程。本研究的结果和方法为单子叶植物,尤其是禾本科作物基因组研究提供理论基础,为单子叶植物基因组相关研究提供重要的基因同源信息。