Délimitation d'espèces au sein du complexe Medicago murex : approche intégrative par analyses morphométriques et marqueurs microsatellites

Abstract

Le complexe Medicago murex, légumineuse fourragère méditerranéenne, fait l'objet d'une controverse taxonomique depuis plus de deux siècles. Au cœur de cette controverse se trouvent deux cytotypes reproductivement isolés (2n=14 et 2n=16) qui présentent des caractères morphologiques corrélés, mais dont la délimitation nomenclaturale prête à confusion. Cette thèse vise à résoudre l'ambiguïté nomenclaturale en réattribuant les noms scientifiques à l'aide d'une approche intégrative combinant, pour la première fois, des analyses morphologiques statistiquement robustes et une caractérisation moléculaire à l'aide de marqueurs microsatellites nucléaires et chloroplastiques. Une étape préliminaire de validation, conduite sur 11 espèces de Medicago représentatives de trois sections taxonomiques majeures du genre, a permis d'évaluer le pouvoir discriminant et la complémentarité informationnelle des marqueurs n-SSR et cp-SSR, confirmant leur efficacité pour la différenciation taxonomique au sein du genre. Par la suite, dix-sept populations méditerranéennes représentant les trois taxons présumés du complexe (M. murex, M. heterocarpa forme épineuse et forme non épineuse) ont été caractérisées pour 15 traits morphologiques et analysées moléculairement à l'aide des marqueurs précédemment validés, sept loci nucléaires (n-SSR) et cinq loci chloroplastiques (cp-SSR). Des analyses morphologiques multivariées (NMDS, MCA, DFA, FAMD, HCA) et une régression logistique multinomiale ont permis d'identifier des traits diagnostiques fiables, tels que le nombre de sillons sur les gousses, la forme des feuilles mâtures, le rapport pédoncule/pétiole et le nombre de dents sur les feuilles. Cela a permis de différencier les taxons avec un taux de précision supérieur à 90 %. Les analyses moléculaires ont confirmé l'existence de trois entités génétiquement distinctes avec des taux d'attribution de 98,93 % pour les n-SSR et de 95,88 % pour les cpSSR. Parmi les autres conclusions importantes, citons une grande diversité génétique (97 allèles nucléaires, 85 haplotypes chloroplastiques), un système de reproduction autogame fort (92 % d'autofécondation) et une différenciation importante entre les populations (Fst = 0,311 pour n-SSR ; PT = 0,430 pour cp-SSR). La concordance partielle entre les compartiments génomiques chloroplastiques et nucléaires (r = 0,455) suggère une histoire évolutive complexe impliquant une divergence allopatrique, un flux génétique asymétrique et une capture chloroplastique. Cette étude confirme que deux des trois entités sont des espèces biologiques véritablement distinctes. De plus, les résultats montrent qu'elles nécessitent des révisions nomenclaturales. Contrairement aux désignations courantes dans les flores actuelles, cette recherche montre que Medicago heterocarpa Spach (1849) devrait être prioritaire et désignée pour le cytotype 2n=16 au lieu de Medicago murex willd. En outre, Medicago murex willd. (1802) devrait être désigné pour le cytotype 2n=14 au lieu de Medicago Sphaerocarpos (1810). En ce qui concerne la troisième entité, le statut de M. heterocarpa inerme en tant qu'espèce distincte reste à confirmer. Enfin, cette recherche fournit également des bases essentielles pour la conservation et la valorisation continues du complexe Medicago murex en tant que ressource génétique fourragère d'importance agronomique majeure dans le contexte méditerranéen.