Ann. For. Sci. 53 (1996) 761-773
DOI: 10.1051/forest:19960252

Investigations on vitality and genetic structure in oak stands

H Hertel and I Zaspel

Federal Research Centre for Forestry and Forest Products, Institute for Forest Tree Breeding, Eberswalder Chaussee 3, 15377 Waldsieversdorf, Germany

Abstract - Six oak stands with the two indigenous species Quercus petraea and Q robur were investigated in order to establish relationships between the vitality of oak trees and their genetic structure. The stands were affected by the 'European oak decline'. The registered traits of every tree were branching habits, defoliation, discoloration of foliage, necrosis on stems, epicormic branches at stems and in the crowns. The several traits were integrated into a vitality coefficient. Isozyme analyses were carried out to characterize the genetic structure of oak stands and subpopulations distinguished by their vitality. In principle, the results indicate the same tendency for the relationship between vitality and genetic structure for Q robur and Q petraea: increase of excess of homozygotes from the tolerant group to the sensitive group, decrease of observed heterozygosity from the tolerant to the sensitive group, maximum hypothetical gametic diversity and minimum subpopulation differentiation in the intermediate group as an indication for a directed selection.

Résumé - Recherches sur la vitalité et la structure génétique de peuplements de chênes. Six peuplements comportant les deux espèces indigènes Quercus petraea et Q robur ont été analysés dans le but de relier la vitalité des arbres à leur structure génétique. Les peuplements en question souffraient de dépérissement marqué. Les caractères notés sur chaque individu étaient la branchaison, le degré de défoliation, les décolorations du feuillage, l'existence de nécroses sur les troncs, et la présence de rameaux anticipés sur les troncs et dans les branches. Tous ces caractères ont été utilisés pour la définition d'un index de vitalité. Des analyses d'isozymes ont été entreprises pour caractériser la structure génétique des peuplements, ou de sous-populations différant par leur degré de vitalité. Les résultats indiquent des tendances identiques entre les deux espèces : augmentation de l'excès d'homozygotes entre les groupes tolérants et ceux sensibles au dépérissement, baisse du degré d'hétérozygotie depuis les plus tolérants aux plus sensibles, diversité gamétique maximale et faible degré de différenciation entre subpopulations dans les groupes intermédiaires. Les deux groupes extrêmes, à fort degré de différentiation intrapopulation, peuvent constituer des sous-populations résultant d'un processus de sélection lié au dépérissement. Ils présentent un potentiel réduit de production d'une nouvelle génération avec une large variabilité génétique, par rapport au groupe intermédiaire à forte variabilité et à bonne capacité d'adaptation à des modifications des conditions d'environnement.

Key words: Quercus / vitality / isozyme marker / genetic structure / selection / decline

Mots clés : Quercus / vitalité / isozymes / structure génétique / sélection / dépérissement