Genetic variation and gene flow in Alpine diploid and tetraploid populations of Lotus ((L. alpinus (D.C) Schleicher-L. corniculatus L.). I. Insights from morphological and allozyme marquers

The altitudinal distribution, morphology, phenology and allozyme polymorphism at 12 loci were studies in diploid and tetraploid populations of lotus growing att 12800 m in the French Alps to clarify relationships between these cytotypes. In general, diploids occur red at higher elevation than tetraploids, although some sites at intermediate elevation contained both cytotypes, diploids predominating in the upper part and tetraploids in the lower part of the contact area. Evidence for an autopolyploid origin of the tetraploid was provided by tetrasomic inheritance at two enzyme loci, althought no tetravalents were observed at meiosis. Diploid and tetraploid plants shared morphological traits distincts from those of other Lotus species and sowed differences in size which may be attribuate to the chromosome doubling. The diploid cytotype showed nearly identical suites of alleles at all loci and very similar genetic parameters, except for heterozygosity, which was higher in the tetraploid plants. However, the occurrence of few alleles specific to each ploidy level indicated limited gene flow between cytotypes, probably as a result of spatial segregation and variation in flowering time. Of the individuals in a tetraploid population, 25% showed morphological traits similar to those observed in L. cornculatus, suggesting genetic introgression betweeen the two tetraploid species. / Afin de clarifier leur relation taxonomique dans les Alpes, on a étudié des populations subalpines diploides et tétraploides du complexe des Lotiers du point de vue de leur distribution altitudinale, de leur morphologie, de leur phénologie et de leur polymorphisme génétique. En général, les diploides se cantonnent vers les altitudes les plus hautes et les tétraploides sont rencontrés à plus basse altitude. Les deux cytotypes sont présentés le long d'une frange de contact. L'origine autopolyploide des tétraploides a été mis en évidence sur deux loci enzymatiques, bien que aucun tétratvalent méiotique n'ait été observé. Les diploides et les tétratploides partagent des caractères morphologiques distincts des autres espèces de lotiers et montrent des différences de taille qui peuvent être attribuées aux effets du doublement des chromosomes. Le cytotype diploide pourrait ainsi être l'ancêtre du tétraploide alpin. Les deux cytotypes montrent des suites alléliques pratiquement identiques sur tous les loci et des paramètres génétiques très proches, excepté pour le niveau d'hétérozygotie qui est plus élevé chez le tétraploide. Cependant l'existence de quelques allèles spécifiques à chaque niveau de ploidie indique qu'il existe un flux de gènes limité entre les deux cytotypes, probablement dû à la ségrégation spatiale et au décalage des floraisons dans le temps. Une introgression génétique entre les tétraploides allochtones avec les autochtones est suggéré par des similitudes morphologiques.