Lys épée sont de superbes plantes vivaces cormous appartenant au genre Glaïeul dans la famille des iris (Iridacées). La spéciation de ce genre est originaire d'Afrique du Sud et s'est déplacée vers le nord vers le bassin méditerranéen conduisant à différentes morphologies de fleurs, pollinisateurs et les ploïdies.

L'une des espèces les plus communes du genre est Glaïeul communis qui est connu pour avoir des cytotypes (c'est-à-dire que des plantes individuelles de la même espèce ont des nombres de chromosomes différents). Les zones de mélanges génétiques ont été décrites comme des "laboratoires naturels pour les études évolutives" dès 1988. Une théorie pour les populations polyploïdes mixtes est qu'une population peut surpasser l'autre.

Le dernier projet de Castro et collègues de la Université de Coimbra et Université de Guelph (Canada) enquêté si il existe des barrières à la reproduction (par exemple, différents pollinisateurs, la morphologie des fleurs ou le moment des fleurs) dans les zones de contact tétraploïdes-octoploïdes de la péninsule ibérique. Les scientifiques ont trouvé une pré-pollinisation faible mais de fortes barrières post-pollinisation principalement dues à l'autofécondation et à la sélection gamétique, révélant que des populations polyploïdes mixtes peuvent coexister de manière stable.

Dr Mariana Castro au Université de Coimbra (Portugal) a écrit son projet de doctorat sur « Écologie évolutive des polyploïdes : comprendre la coexistence des espèces aux zones de contact » en 2018. Son projet de recherche portait sur la Sheep's bit (Jasione montana) et Glaïeul communis et le rôle de la polyploïdisation et des zones de contact des polyploïdes de niveau supérieur.

Il est probable que vous ayez rencontré des lis d'épée tels que Glaïeul communis (à gauche) le long des prés ou Glaïeul communis subsp. byzantin (à droite) dans les magasins de jardinage, les fleuristes et les expositions florales. Image: SABENCIA Guillermo César Ruiz / Wikipédia

Dans l' Glaïeul communis zone de contact tétraploïde-octoploïde du centre du Portugal, les chercheurs ont évalué la phénologie de la floraison, la morphologie des fleurs et le comportement des pollinisateurs. Pour enregistrer le comportement des pollinisateurs, Castro et ses collègues ont surveillé trois séries de 10 fleurs des six populations entre 9 h et 4 h. Afin de tester expérimentalement les barrières reproductives, des bulbes de trois populations tétraploïdes et de trois populations octoploïdes ont été utilisés dans une étude de jardin commun au Jardin Botanique de l'Université de Coimbra.

La répartition des populations tétraploïdes et octoploïdes Portugal et Castro et ses collègues sites d'échantillonnage.

Un total de 102 plantes ont été utilisées pour de nombreuses expériences de pollinisation manuelle afin de tester le rôle de la charge pollinique de l'autopollinisation, de l'outcross au sein des cytotypes et de l'outcross entre les cytotypes entre les plantes de ploïdie simples et mixtes. La phénologie et la morphologie de la floraison ont également été enregistrées pour les expériences de jardin commun et les scientifiques ont calculé les indices d'isolement reproductif (RI) en fonction de chaque barrière pour les tétraploïdes et les octoploïdes séparément. Enfin, 250 plantes composées de proportions 1:1 de plantes tétraploïdes et octoploïdes ont été laissées à la pollinisation libre pour évaluer la production de descendance (c.-à-d. tétraploïdes, octoploïdes et hexaploïdes).

Castro et ses collègues ont découvert que la phénologie de la floraison, la morphologie des fleurs et les principaux modèles de comportement des espèces de pollinisateurs étaient presque les mêmes pour les tétraploïdes et les octoploïdes. Glaïeul communis. Dans les expériences de pollinisation contrôlée, le succès reproducteur était plus élevé pour les octoploïdes qui ont produit quelques graines hexaploïdes. Les pollinisations au sein des mêmes cytotypes et parmi les traitements de ploïdie mixte ont produit principalement des descendants avec la même ploïdie que les parents ou la plante mère. Dans l'ensemble, des valeurs d'isolement reproductif très élevées ont été calculées pour toutes les expériences de pollinisation manuelle et de pollinisation libre.

Les chercheurs ont expliqué que "parce que la composition de la charge de pollen détermine à la fois la forme physique du cytotype et la ploïdie de la progéniture, et que les zones de contact sont caractérisées par différents arrangements spatiaux de ploïdie mixte, les interactions entre les cytotypes devraient être complexes dans les zones de contact naturelles". Ils concluent que "cette étude révèle le rôle clé de la sélection gamétique dans le succès de la génération de cytotypes et souligne l'importance d'estimations complètes à travers de multiples barrières reproductives pour comprendre les interactions des cytotypes dans les zones de contact".

Bien que les différents cytotypes ne puissent pas être distingués à l'œil nu, il est intéressant de noter que les octoploïdes ont un succès reproducteur légèrement supérieur. En Afrique du Sud, le hotspot de biodiversité du genre Glaïeul, les lis d'épée diploïdes sont les plus courants tandis que les tétraploïdes puis les octoploïdes sont plus courants en se déplaçant vers le haut. Bassin méditerranéen.

Pour en savoir plus sur les plantes polyploïdes, rejoignez le Série de webinaires sur la polyploïdie organisé par le Dr Mike Barker de l'Université de l'Arizona.