L'hybridation entre des arbres avec de faibles barrières reproductives peut produire des individus avec un mélange génomique complexe et des marqueurs morphologiques peu clairs. L'hybridation se produit dans au moins quart des espèces végétales et environ 70% de toutes les plantes à fleurs sont nées de tels événements. Chênes, genre Quercus, sont connus pour avoir des niveaux d'hybridation exceptionnellement élevés et ont été visées comme un "scénario du pire des cas pour le concept d'espèce biologique".
Les trois chênes blancs les plus répandus dans les forêts tempérées européennes, Q. petraea, Q. pubescens et Q.robur, présentent un défi pour quantifier le mélange génomique en raison de leurs niveaux élevés d'hybridation en cours lorsqu'ils se produisent dans des peuplements mixtes. La première étape de l'évaluation de ces niveaux consiste à affecter de manière fiable des individus à un taxon donné, une tâche qui nécessite le développement d'un puissant ensemble de marqueurs moléculaires capables à la fois de discriminer les espèces et d'évaluer le degré de mélange entre elles.
Dans une étude récente publiée dans Annals of Botany, Oliver Reutimann et ses collègues ont entrepris de développer un tel ensemble de marqueurs en utilisant des polymorphismes mononucléotidiques (SNP) à partir de régions codantes du génome, qui se sont révélées plus performantes que les régions non codantes dans ce cas. Les chercheurs ont d'abord utilisé un ensemble d'entraînement de 194 échantillons de référence purs avant d'évaluer 633 individus test en utilisant deux approches statistiques différentes. Un ensemble de 58 SNP comprenait l'ensemble de marqueurs pour ces expériences, bien que les auteurs notent que cet ensemble pourrait probablement être réduit à moins de 30 sans grande perte de capacité discriminatoire. "Cet ensemble de SNP a été conçu dans le but d'analyser des échantillons fournis par des scientifiques ainsi que des praticiens et visait donc à contenir un nombre assez faible de SNP, entraînant ainsi de faibles coûts de génotypage", écrivent les auteurs.
L'ensemble de marqueurs a pu attribuer correctement plus de 97 % des individus de l'ensemble d'apprentissage à leur taxon correct. Appliquées aux personnes testées, les deux approches avaient un chevauchement de 84% dans leurs affectations. Le mélange entre les trois espèces était asymétrique, avec Q. petraea et Q. pubescens montrant des niveaux d'hybridation beaucoup plus élevés entre eux qu'avec Q.robur. "Des niveaux élevés de mélange pourraient impliquer une valeur adaptative pour les chênes", écrivent les auteurs. "On pourrait résoudre ces problèmes en recherchant des corrélations entre les niveaux de mélange et les paramètres environnementaux au niveau de la population et des arbres individuels, ou en effectuant des expériences de transplantation réciproques en utilisant des populations avec divers degrés de mélange."
