Genome size, chromosome number, and rDNA organisation in Algerian populations of Artemisia herba-alba (Asteraceae), a basic plant for animal feeding facing overgrazing erosion

Abstract

[EN]Artemisia herba-alba is a largely-distributed and often landscape-dom- inating taxon in arid areas of the Mediterranean and Irano-Turanian regions. In Algeria, in 2010 its communities covered 10% of the steppe territory, but its populations have been subjected to overgrazing. A karyological study based on 22 populations together with a cytogenetic characterisation of this species has been performed for the first time in Algerian materials, through genome size and chromosome number determination. Fluorescence in situ hybridisation (FISH) was also used to assess the rDNA loci number and distribution in the two ploidy levels detected. The studied accessions are diploid (2n = 2x = 18 chromosomes, 6 populations) or tetraploid (2n = 4x = 36 chromosomes, 15 popula- tions). One population, occupying a more or less central geographic posi- tion among the studied area, presented both cytotypes. Genome size reflects well the two ploidy levels, with no evidence of downsizing with polyploidy. The karyotypes are rather symmetric (2A Stebbins’ class). FISH analyses detected four signals (2 loci) in diploid and eight signals (4 loci) in tetraploid cytotypes for both ribosomal DNA genes, which present an L-type (linked) organisation, i.e. with loci from both rDNA genes colocal- ised. The presence of two ploidy levels suggest a genomic dynamism and even a possible differentiation underlying the morphological uniformity and despite the dramatic decrease experienced by this plant in Algeria in terms of surface coverage.

[ES]Artemisia herba-alba es un taxon ampliamente distribuido y dominante en el paisaje en áreas áridas de las regiones mediterránea e irano-turania. En Argelia, sus comunidades cubrían en 2010 el 10% de su territorio de estepa, pero sus poblaciones se encuentran sometidas a sobrepastoreo. Se ha llevado a cabo un estudio cariológico basado en 22 poblaciones, se han caracterizado citogenéticamente por primera vez poblaciones argelinas de esta especie y se ha estimado el tamaño del genoma y el número cromosomático, además de la determinación por hibridación in situ fluorescente (FISH) del número y la distribución de los loci del ADN ribosómico en los dos niveles de ploidía. Las accesiones estudiadas son diploides (2n = 2x = 18, 6 poblaciones) o tetraploides (2n = 4x = 36, 15 poblaciones), y una, que ocupa una posición más o menos céntrica entre las consideradas, presenta ambos niveles de ploidía. El tamaño del genoma refleja los dos niveles de ploidía y no se observan indicios de disminución con la poliploidía. Los cariotipos son simétricos (clase 2A de Stebbins). Los análisis de FISH detectan cuatro señales (2 loci) en los citoti- pos diploides y ocho señales (4 loci) en los tetraploides para ambos genes del ADN ribosómico, que presenta una organización del tipo L (ligada), es decir, con los loci de los dos genes del ADNr colocalizados. La pres- encia de dos niveles de ploidía sugiere un dinamismo genético e incluso una posible diferenciación más allá de la uniformidad morfológica, con independencia del retroceso experimentado por esta planta en Argelia.