Relative genome size variation in the African agroforestry tree Parkia biglobosa (Fabaceae: Caesalpinioideae) and its relation to geography, population genetics, and morphology

Introduction Variation in genome size, i.e., variation in the DNA-content of cell nuclei, is a commonly observed phenomenon in plants (Bennett and Leitch 1995, 2011) and is generated by three [...]
Variation in genome size and in chromosome number can be linked to genetic, morphological, and ecological characteristics, and thus be taxonomically significant. We screened the relative genome size (RGS) and counted the number of mitotic chromosomes in the African agroforestry tree Parkia biglobosa, a widely distributed savannah species that shows conspicuous morphological clinal variation and strong genetic structure, and tested for linkage of RGS variation to geography, leaf morphology, and population genetic variation. An improved protocol for the preparation of chromosomes was developed. The study is based on 58 individuals from 15 populations covering most of the distribution range of the species. We observed differences in RGS among individuals of up to 10.2%, with some of the individuals differing statistically in RGS from the bulk of screened individuals. Most of the RGS variation was within populations, whereas variation was unrelated to any of the tested features of the species. Those chromosome numbers that could be exactly established were invariable 2n = 2x = 26. In conclusion, there was no evidence from the karyological data for structured intraspecific taxonomic heterogeneity. Keywords: genome size, chromosome number, forestry, morphometry, population genetics. La variation quant a la taille du genome et au nombre de chromosomes peut etre liee a des caracteristiques genetiques, morphologiques et ecologiques, et peut donc s'averer utile en taxonomie. Les auteurs ont estime la taille relative du genome (RGS) et compte le nombre de chromosomes mitotiques chez le Parkia biglobosa, un arbre utilise en agroforesterie et largement distribue dans la savane; celui-ci presente une variation morphologique evidente qui suit un gradient ainsi qu'une structure genetique affirmee. Les auteurs ont egalement verifie l'association entre la variation pour le RGS et la geographie, la morphologie foliaire et la variation genetique au sein des populations. Un protocole ameliore pour la preparation des chromosomes a ete mis au point. Cette etude a porte sur 58 individus provenant de 15 populations couvrant la majorite de l'aire de distribution de cette espece. Les auteurs ont observe des differences en matiere de RGS pouvant atteindre 10,2 % entre les individus, certains individus presentant un RGS significativement different de la majorite des individus examines. La plus grande partie de la variation pour le RGS existait au sein des populations tandis que cette variation n'etait associee a aucun des caracteres etudies. Le nombre de chromosomes, etabli de maniere exacte, etait invariable a 2n = 2x = 26. En conclusion, aucune evidence d'une heterogeneite taxonomique intra-specifique n'a ete prouvee a partir des analyses caryologiques. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : taille du genome, nombre de chromosomes, foresterie, morphometrie, genetique des populations.