许多研究不断证明了Rominger的系统发生假说，青狗尾草可能是欧亚大陆狗尾草属的最初祖先，谷子和青狗尾草可能来自同一个遗传上的物种。谷子最有可能是从青狗尾草进化而来，两者具有完全相似的形态特征，同为二倍体（2n=2x=18）并有相同的染色体组型模式（2n=18AA），叶绿体的DNA具有相同的酶切类型，两者之间杂交可以得到完全可育或半不育的后代，两者的差别仅在于谷子籽粒较大、丧失了自然落粒性和种子休眠特性。谷子近缘植物中比较特殊的是谷莠子（2n=2x=18），从形态上讲，一般认为它是谷子和青狗尾草的中间型，生长习性及性状表现有青狗尾草的特性，分蘖多、生命力强、成熟早、多落粒、有分枝、籽粒柄长，但其穗型、株型、叶型等有其自身特点，易和谷子杂交且杂交后代育性较高，与青狗尾草杂交比较困难；普遍认为谷莠子不是青狗尾草进化到谷子的过渡类型，谷子与青狗尾草的杂交后代也未发现有分离出谷莠子；有人推测谷莠子可能是栽培谷子与野生青狗尾草天然杂交和回交的产物，谷子与青狗尾草的人工杂种后代具有谷莠子的相似特征，只是谷莠子在遗传上与谷子更近；也有人认为谷莠子是谷子在生活条件改变下，部分性状野生化的结果。在植物学分类上，通常将青狗尾草分为两种形态学类型，即race minor（野生类型）和S.viridisrace major（谷莠子，杂草类型）。
国内外学者公认，中国是栽培谷子的起源中心。1882年康德尔（A.De.Condolle）首次系统地应用生物进化的观点，结合作物的历史地理分布，在《栽培植物的起源》一书中指出，在欧洲的黑尔湖居遗址和晚期的萨发湖遗址虽然都发现了谷子遗迹，但是欧洲并不是谷子的原产地，谷子的原产地应在中国，谷子学名定为italica并不合适。遗传学家瓦维洛夫在1935年提出8个独立的栽培植物起源中心时指出，中国的中部和西部山区及相临的低地是世界农业和栽培植物起源最早最大的独立中心，谷子的初生起源中心在中国，这里具有大量的植物学变种和基因型。哈兰（Harlan J.R.）提出北部中国中心是世界原始农耕的发源地，谷子即起源于北部中国中心。
在我国的考古学、分类学及遗传学研究都对此提供了有力佐证。①我国史前出土实物丰富。7000多年前的新石器时代早期河南新郑裴李岗遗址和河北武安磁山遗址都发掘出完整的谷粒或小米，伴有石铲、石镰、石碾盘等生产工具，说明当时已有谷子栽培，比浙江河姆渡遗址出土的稻谷还早1000年左右。新石器时代中、晚期出土实物有西安半坡村、山西万荣荆村遗址等多处，此后有实物出土的遗址分布更为广泛，南到云南，北到辽宁，西到新疆，东到台湾，特别以中原为多，足以说明中国古代种植谷子区域之广泛。②我国古代文字记载详尽。甲骨文中的禾字即指谷子，以后谷子用作祭祀之物，文字记述有多种曾用名，考证浩繁。到汉代前后，粟既是谷子，又作为粮食之概称，更见其在生产上的重要作用。③我国谷子种质资源极为丰富。北魏时期的著名农书《齐民要术》记载有谷子品种86个，20世纪50年代全国征集到地方品种23932份，到2002年底，已编入中国谷子种质资源目录的品种有27500多份。④我国谷子具有原始酶谱类型。遗传研究表明，我国谷子资源不仅具有多种多样的形态特征，我国的黄土高原和华北平原的地方品种，同时具有在谷子进化过程中较为原始的酶谱类型，这是除日本、朝鲜（少数品种）之外的欧亚其他国家的谷子所没有的，高海拔的地方品种比同一地区低海拔的地方品种具有更多的原始品种特征。处于进化程度中段的酶谱类型，除在我国广泛分布外，在欧洲和西亚也有分布。由此推定，我国黄土高原（以陕西为中心，包括山西和甘肃东部）应为我国栽培谷子的起源中心。当青狗尾草的种子逐渐发育并保持于成熟的穗子上以后，便形成了收获粮食的原始栽培种，同时由起源地向外扩散传播。在青狗尾草向谷子的进化和原始栽培种的传播过程中，由于自然条件的阻隔，逐渐形成了各自独立的地理生态类型，结果是如果两个分类单位的居群来自同一地区，其遗传相似性大于来自不同地区的同一物种，而原始栽培种的可靠传播途径尚无法完全确认，因此近来出现了大粟起源于中国、小粟起源于欧洲之说。国外栽培谷子不多，但分布较为广泛，欧洲产的小粟形态性状较原始，更接近于野生青狗尾草；阿富汗的地方品种尤为原始。中国的谷子多为大粟，形态上距离青狗尾草较远，只能说明中国的原始栽培种受到的自然和人工选择压力较大已高度演化而远离了野生种雏形，同工酶原始酶谱的集中分布恰好证明了中国起源学说。
此外，对于谷子的起源，也有少数学者提出中国、欧洲独立起源之说，谷子是欧亚大陆的古老作物，青狗尾草是遍及欧亚大陆的重要野生植物，在瑞士和奥地利的瑞士湖栖民族遗址发现有粟和黍稷的遗存，标定时期为7000年前，同时有学者发现同工酶在地区间存在很大的遗传变异，中国的大粟和欧洲的小粟显然不同，欧洲的小粟品种很少或不具有我国青狗尾草的酶谱表型，推定欧洲粟可能另有驯化途径，但由于样品数量的限制，尚待进一步的研究。博物学家林奈等人曾认为谷子原产于热带或亚热带，中国的谷子由印度传入，但印度的古遗址中从未发现过谷子类作物，印度方面也没有关于野生谷子的报道，这一个起源学说没有相关佐证而被认为是不可靠的。在墨西哥的塔毛利帕斯遗址（公元前4000—前3000）考古中发现，在玉米成为人类主食前，当地曾栽培过谷子，但在玉米出现后，谷子很快被遗弃了。