Genetic variation of growth rhythm traits in the limits of a latitudinal cline in Scots pine

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Abstract

Scots pine (Pinus sylvestris L.) has the widest distribution of pine species and the populations are locally adapted to very different environmental conditions. Adaptive traits such as those related to growth are optimal for understanding adaptation of populations to local conditions in widely distributed forest species. A study of the timing of growth during the first growing period of families in four populations from the latitudinal limits of the distribution range was conducted. Individual growth curves were fitted, and a set of variables related to growth rhythm and timing of budset was obtained for genetic analyses. Pooled heritabilities across populations were very high for most of the traits (0.43–1.09), and population differentiation for growth variables showed high values as well (QST = 0.19–0.71). Phenotypic correlations were higher than genetic ones, and most of them were positives. Even no general patterns of additive variances were found, the high additive genetic variance obtained (14% ± 8%, mean ± SE) suggests that additive genetic variance is not the limiting factor for adaptation to a new optimum within much of the range for these traits. Changes in means, additive genetic variances, and additive genetic coefficient of variation by population are also discussed.

Pinus sylvestris L. possède la plus large distribution de toutes les espèces de pin et ses populations sont adaptées localement à des conditions environnementales très différentes. Les caractères adaptatifs comme ceux qui sont reliés à la croissance sont idéals pour comprendre l'adaptation des populations aux conditions locales chez les espèces forestières à large distribution. Les auteurs ont étudié le rythme de croissance durant la première saison de croissance de familles représentatives de quatre populations situées aux limites latitudinales de la distribution de l'espèce. Des courbes de croissance individuelles ont été développées et un ensemble de variables reliées au rythme de croissance et à l'apparition des bourgeons ont été obtenues pour les fins de l'analyse génétique. Les héritabilités estimées pour l'ensemble des populations étudiées étaient très élevées pour la plupart des caractères (0,43 à 1,09) et la différenciation de population pour les variables reliées à la croissance avait également des valeurs élevées (QST:0,19 à 0,71). Les corrélations phénotypiques étaient plus fortes que les corrélations génétiques et la plupart d'entre elles étaient positives. Même si aucun patron général de variances additives n'a été observé, la forte variance génétique additive obtenue (14% ± 8% en moyenne) indique que la variance génétique additive n'est pas le facteur limitant pour l'adaptation à un nouvel optimum parmi la majeure partie de l'étendue des valeurs pour ces caractères. Les auteurs discutent également des variations observées entre les populations quant aux moyennes, aux variances génétiques additives et aux coefficients génétiques additifs de variation.

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