Découverte d’une lignée diploïde ancestrale de Betula ermanii dans les hautes montagnes du Japon

Betula ermanii, une espèce d’arbre originaire des hautes montagnes du Japon et des régions froides et enneigées de Russie, est généralement tétraploïde (possédant quatre jeux de génomes). Cependant, les espèces trouvées sur l’île de Shikoku et la péninsule de Kii sont diploïdes avec seulement deux jeux de génomes, ce qui suggère une lignée ancestrale.

Cette découverte, rapportée dans PLOS Onepourrait apporter un éclairage sur l’histoire de l’espèce et son adaptation aux environnements difficiles.

La plupart des organismes sont diploïdes, c’est-à-dire qu’ils possèdent deux génomes. La polyploïdie du génome est un facteur majeur de diversification et de spéciation des espèces.

Les polyploïdes sont souvent cultivés comme aliments végétaux (par exemple, le blé et le kaki) car ils forment généralement des organes plus gros que les diploïdes. De plus, la polyploïdie des plantes sauvages a tendance à être plus abondante dans les régions arides et froides. Par conséquent, en suivant le processus de polyploïdie, nous pouvons éventuellement comprendre comment les espèces se sont adaptées à des environnements difficiles.

Betula ermanii, un tétraploïde avec quatre ensembles de génomes, est un arbre à feuilles caduques largement réparti dans les régions froides et enneigées de l’archipel japonais, de la péninsule coréenne et de l’Extrême-Orient russe.

Au Japon et en Asie de l’Est, B. ermanii est une espèce essentielle au processus de formation de la végétation dans les zones montagneuses de plus de 1 500 m d’altitude. Des études phylogénétiques récentes sur le genre Betula ont suggéré que B. ermanii serait issu d’un hybride de deux espèces diploïdes ; des diploïdes non identifiés pourraient également exister dans des lignées proches.

Auparavant, l’équipe de recherche avait révélé une grande différence génétique entre le B. ermanii originaire de la péninsule de Kii, la limite sud de l’aire de répartition de l’espèce, et d’autres populations de B. ermanii.

Dans cette étude, ils ont étudié de manière exhaustive la limite sud des populations indigènes et examiné la morphologie des feuilles et des graines ainsi que la polyploïdie des individus du mont Ishizuchi et du mont Tsurugisan sur l’île de Shikoku, et du mont Shakagatake dans la péninsule de Kii.

Les individus de ces régions les plus méridionales ont été identifiés comme diploïdes ; de plus, leurs morphologies de feuilles et de graines diffèrent de celles de la souche tétraploïde de Honshu.

Ces zones abritent de nombreux groupes de plantes endémiques qui ont probablement migré vers l’archipel japonais dans l’Antiquité. La lignée diploïde de B. ermanii, également considérée comme une lignée ancestrale, pourrait fournir des indices importants pour comprendre l’histoire de cette espèce, qui s’est largement répandue dans les hautes montagnes et les environnements froids.

La lignée diploïde pourrait également révéler le processus de formation de la végétation dans les régions montagneuses de l’archipel japonais.