Temperature thresholds of shoot elongation in provenances of Pinus contorta


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Abstract

Periodicity of shoot elongation in seedlings of Pinus contorta Dougl. ex Loud. was assessed during one growing season in two extremely different environments (Cowichan Lake, and Red Rock, British Columbia) for 109 provenances sampled range wide. Analysis of variance of total elongation and growth parameters showed significant differences among geographic regions and among provenances within each region. Our study also revealed tremendous genotype-by-environment interaction for growth and phenological traits. The response of growth to temperature of each provenance was assessed from their growth curve using an original methodology. The estimated temperature threshold of the provenance growth responses (i.e., the temperature for which the response reaches half of its maximum) varied between 4.1 and 6.5°C among regions. Threshold temperatures showed less variation than total elongation, and only the northern provenances showed thresholds significantly different from the other regions. Our results show that, across highly contrasting environments, relationship between phenology and growth may not be as important as the relationship between growth and number of internode priomordia. This tempers the results of studies, carried out in one or few similar environments, that have shown that phenological differences were important in determining total height growth in lodgepole pine.RésuméLa périodicité de l'élongation de l'épicotyle de semis de Pinus contorta Dougl. ex Loud. a été suivie pendant une année de croissance dans deux environnements extrêmement différents (Cowichan Lake et Red Rock, en Colombie-Britannique) chez 109 provenances échantillonnées sur l'ensemble de l'aire de répartition de l'espèce. L'analyse de variance de l'élongation totale et des paramètres de croissance montre des différences significatives entre régions géographiques et entre provenances d'une même région. Notre étude révèle également de fortes interactions génotype × environnement pour la croissance et les caractères phénologiques. La réponse de la croissance à la température de chaque provenance a été estimée à partir de leur courbe de croissance et d'un modèle original présenté ici. Le seuil thermique estimé pour la réponse de la croissance de chaque provenance (i.e., la température pour laquelle 50% de l'activité maximale est atteint) varie entre 4,1 et 6,5°C selon la région. Les seuils thermiques sont moins variables que l'élongation totale et seules les provenances de la région nord ont un seuil thermique significativement différent des autres provenances. Nos résultats montrent, qu'à travers des environnements très contrastés, la relation entre la phénologie et la croissance n'est pas aussi importante que celle entre la croissance et le nombre d'entre-nœuds. Ceci tempère les résultats des études réalisées dans un seul environnement ou quelques environnements similaires, qui ont montré que la phénologie était un facteur déterminant dans la croissance totale en hauteur chez P. contorta.

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