The 5S DNA sequences in Hordeum bogdanii and in the H. brevisubulatum complex, and the evolution and the geographic dispersal of the diploid Hordeum species (Triticeae: Poaceae) Bernard R. Baum and Douglas A. Johnson Abstract: The molecular diversity of 5S rDNA from the closely related Asiatic diploid species, Hordeum bogdanii and the H. brevisubulatum complex has been catalogued and analysed. As in previous studies in Hordeum, we found that the sequen- ces are constrained in such an manner that unit classes can be defined. The long H1 unit class, known to occur in all Eurasian species, was frequently found in these 2 taxa. In addition, we identified a new unit class, called the short H3 to reflect the H genome found in these 2 taxa. Although the 2 taxa are very close morphologically, the variation in the long H1 DNA units is constrained to such a great degree that, in many cases, the accessions in a unit class from a single species are clustered. In H. bogdanii, the majority of the sequences are grouped in this manner, whereas in the H. brevisubulatum complex, the ten- dency to be constrained is lower in some but not all subspecies. These results support keeping H. brevisubulatum ssp. viola- ceum and ssp. iranicum as 1 species with the long H1 and short H1 unit classes, while retaining ssp. nevskianum and ssp. turkestanicum in the H. brevisubulatum complex. We have summarized our work on the presence/absence of the 10 unit classes found in all diploid species of Hordeum. A phylogenetic analysis, based strictly on the presence/absence of unit classes, indicated clearly that all the South American diploids and all the North American diploids possess long H2 and long Y2 unit classes and, except for H. californicum and H. pusillum, which contain long H1 in addition to the long H2 and long Y2 classes, are devoid of the long H1 unit class. This suggests that the gene gain/loss process from a common ancestor has been concomitant with intercontinental dispersal between the Old and the New Worlds. Key words: constrained sequences, unit classes, gene gain/loss, dispersal. Re´sume´: La diversite´ mole´culaire des ADNr 5S chez deux espe`ces asiatiques apparente´es, Hordeum bogdanii et le com- plexe H. brevisubulatum,ae´te´ catalogue´e et analyse´e. Comme lors de leurs e´tudes ante´rieures chez le genre Hordeum, les auteurs ont trouve´ que ces se´quences sont sous contrainte de telle fac¸on que des classes unitaires sont de´finissables. La classe a` longue unite´ H1, pre´ce´demment observe´e chez toutes les espe`ces eurasiatiques, est rencontre´e fre´quemment chez ces deux taxons. De plus, les auteurs ont identifie´ une nouvelle classe d’unite´, appele´e H3 courte, pour de´crire le ge´nome H pre´sent chez ces deux taxons. Bien que les deux taxons soient tre`s proches morphologiquement, la variation au sein des longues unite´s H1 est grandement contrainte de telle fac¸on que, dans plusieurs cas, les accessions qui partagent la meˆme unite´ au sein d’une espe`ce appartiennent a` un meˆme groupe. Chez le H. bogdanii, la majorite´ des se´quences sont groupe´es de cette manie`re tandis que chez le complexe H. brevisubulatum, la contrainte est moins grande chez certaines mais pas toutes les sous-espe`ces. Ces re´sultats supportent le maintien des sous-espe`ces H. brevisubulatum ssp. violaceum et ssp. ira- nicum au sein de la meˆme espe`ce caracte´rise´e par des unite´s H1 longues et courtes tout en gardant les ssp. nevskianum et ssp. turkestanicum au sein du complexe H. brevisubulatum. Les auteurs ont re´sume´ leur travail sur la pre´sence/absence des 10 classes d’unite´s trouve´es chez l’ensemble des espe`ces du genre Hordeum. Une analyse phyloge´ne´tique fonde´e stricte- ment sur leur pre´sence/absence indique clairement que toutes les espe`ces diploı ¨des d’Ame´rique du Sud et d’Ame´rique du Nord posse`dent les longues unite´s H2 et Y2 et sont de´pourvues des longues unite´s H1 si on fait exception des espe`ces H. californicum et H. pusillum, lesquelles posse`dent les longues unite´s H1 en plus des longues H2 et Y2. Ceci sugge`re que les processus de gain ou de perte a` partir d’un anceˆtre commun seraient survenus en meˆme temps que la dispersion inter- continentale entre les nouveaux et anciens mondes. Mots-cle´s : se´quences contraintes, classes d’unite´s, gain/perte de ge`nes, dispersion. [Traduit par la Re´daction] Received 14 August 2006. Accepted 9 November 2006. Published on the NRC Research Press Web site at http://genome.nrc.ca on 7 March 2007. Corresponding Editor: R. Appels. B.R. Baum. 1 Agriculture and Agri-Food Canada, Eastern Cereal and Oilseed Research Centre, Neatby Bldg, 960 Carling Ave, Ottawa, ON K1A 0C6, Canada. D.A. Johnson. Ottawa–Carleton Institute of Biology, University of Ottawa, 30 Marie Curie, P.O. Box 450 Station A, Ottawa, ON K1N 6N5, Canada. 1 Corresponding author (e-mail: baumbr@agr.gc.ca). 1 Genome 50: 1–14 (2007) doi:10.1139/G06-132 # 2007 NRC Canada