Phylogeography based on intraspecific sequence variation in chloroplast DNA of Miscanthus sinensis (Poaceae), a native pioneer grass in Japan

Miscanthus sinensis Andersson is a dominant perennial grass in East Asia, where it is a pioneer species in disturbed habitats. To obtain basic information about the genetic structure of this pioneer species, we investigated chloroplast DNA (cpDNA) variation in M. sinensis within and among native populations across Japan. We detected nine haplotypes in 636 individuals from 30 populations. Two distinct haplotypes had a wide geographical distribution and coexisted within most of the populations. The degree of genetic differentiation among the populations was relatively low. Two putative ancestral lineages were distributed in the Ryukyu Islands. Therefore, it is possible that lineages that originated in subtropical areas of mainland China migrated into the Ryukyu Islands via Taiwan. Another possible migration route is the Korean Peninsula. Two major haplotypes may have migrated from the Eurasian continent to the northern coast in Kyushu via the Korean Peninsula and then expanded throughout Japan. There was no clear genetic boundary among the populations north of Kyushu. The enhanced immigration ability and high rate of gene flow of Miscanthus may have modulated the genetic structure created during previous glacial periods. Alternatively, the shortage of unique haplotypes north of Kyushu may indicate the recent expansion of this species to northern Japan. Key words: genetic structure, haplotype distribution, Miscanthus sinensis, pioneer plant, silver grass. Le Miscanthus sinensis Andersson constitue une espece herbacee perenne et dominante se comportant en espece pionniere dans les habitats perturbes. Pour reunir l'information de base sur la structure genetique de cette espece pionniere, les auteurs ont etudie la variation de l'ADN chloroplastique (cpADN) chez le M. sinensis, dans et entre les populations indigenes au Japon. Ils ont detecte neuf haplotypes chez 636 individus provenant de 30 populations. Deux haplotypes affichent une large distribution geographique et coexistent a l'interieur de la plupart des populations. Le degre de variation genetique entre les populations s'avere relativement faible. On retrouve deux lignees ancestrales presumees dans les iles Ryukyu. Consequemment, il est possible que les lignees originaires des regions subtropicales de la Chine aient emigre dans les iles Ryukyu. La peninsule coreenne serait une autre route de migration possible. Deux haplotypes majeurs pourraient avoir migre du continent eurasien vers la cote nordique dans le Kyushu via la peninsule coreenne, pour s'etendre par la suite sur l'ensemble du Japon. Il n'y a pas de frontiere genetique bien delimitee entre les populations nordiques du Kyushu. La capacite migratoire accrue et le fort taux de flux genetique du Miscanthus pourrait avoir module la structure genetique generee au cours de periodes glaciaires antecedentes. Alternativement, l'absence d'haplotypes au nord du Kyushu pourrait indiquer la recente expansion de cette espece vers le nord du Japon. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: structure genetique, distribution d'halotypes, Miscanthus sinensis, plante pionniere, herbe argentee.
Introduction Phylogeographic studies based on chloroplast DNA (cpDNA) markers are used to gain understanding of the historical colonization process of a species (Avise 2000). Large-scale phylogeographic studies have shown that [...]