Ann. For. Sci. 63 (2006) 673-685
DOI: 10.1051/forest:2006048

Age trends in genotypic variation of wood density and its intra-ring components in young poplar hybrid crosses

Alfas Pliura^{a, b}, S.Y. Zhang^a, Jean Bousquet^c and John MacKay<sup>c

a</sup>  Resource Assessment and Utilization Group, Forintek Canada Corp., 319 rue Franquet, Sainte-Foy, Québec, Canada G1P 4R4
^b  Current address: Department of Tree Genetics and Breeding, Lithuanian Forest Research Institute, Liepu 1, Girionys, Lithuania 53101
^c  Département des sciences du bois et de forêt et Centre de recherche en biologie forestière, Université Laval, Québec, Canada G1K 7P4

(Received 13 October 2005; accepted 30 March 2006; published online 18 October 2006)

Abstract - Age related dynamics of genotypic, phenotypic, and environmental variation, clonal repeatability, and genotypic correlations for wood density and its intra-ring components were analyzed in four poplar hybrid crosses, Populus deltoides  P. nigra, P. trichocarpa  P. deltoides, P. maximowiczii  P. balsamifera, and P. balsamifera  P. nigra, as well as P. deltoides. Using X-ray densitometry, measurements were taken on increment cores sampled in four clonal trials at 10 and 12 years of age from ramets of 19 clones. Wood density of all hybrid crosses was highest at the pith and decreased with increasing cambial age. The significance of the hybrid cross effect increased with age for mean wood density, dry fiber weight, and ring width. The coefficient of genotypic variation of cumulated mean wood density was rather stable over the 10-year period at all three sites, and ranged from 4.8-6.8%. Clonal repeatability increased with age from 0.46 to 0.79, mainly because of decreasing random variation. Corresponding genotypic parameters for individual rings varied greatly with age and across sites. Significance of the site effect on wood density tended to decrease with age. Significant negative genotypic correlations between ring width and wood density were found at only two of the four sites and they weakened with age. Age-age genotypic correlations between wood densities at ages 10 and younger were strong and significant from age 6 and over. This trend suggests that selection before this age would be unreliable.

Résumé - Variabilité génotypique inter-annuelle de la densité du bois et de ses composantes intra-cerne chez de jeunes peupliers hybrides. La dynamique inter-annuelle de la variabilité génotypique, phénotypique et environnementale, de la répétabilité clonale et des corrélations génotypiques entre paramètres de densité du bois ont été analysées pour quatre hybrides de peuplier : Populus deltoides  P. nigra, P. trichocarpa  P. deltoides, P. maximowiczii  P. balsamifera, and P. balsamifera  P. nigra, ainsi que pour P. deltoides. Les mesures ont été effectuées par microdensitométrie à rayon X sur des carottes échantillonnées à partir des ramets de 19 clones issus de quatre tests clonaux (âge: 10 et 12 ans). Les résultats montrent que la densité du bois de tous les hybrides est la plus élevée près de la moëlle puis qu'elle diminue avec l'âge cambial. L'effet statistique du type d'hybrides augmente avec l'âge pour la densité moyenne, le poids sec des fibres et la largeur de cernes. Les coefficients de variation génotypique pour la densité moyenne du bois sont stables au cours des 10 ans sur 3 sites et s'élèvent à 4.8-6.8 %. La répétabilité clonale augmente avec l'âge de 0.46 à 0.79. Les paramètres génotypiques pour les caractéristiques individuelles des cernes varient fortement avec l'âge et les sites. Le degré de signification de l'effet site tend à décroître avec l'âge pour la densité du bois. Des liaisons négatives significatives entre largeur de cernes et densité du bois sont observées sur seulement 2 des 4 sites et leur intensité s'affaiblit avec l'âge. Les liaisons génotypiques entre densité du bois à 10 ans et à des âges plus jeunes sont fortes et significatives à partir de 6 ans et au-delà. Une sélection avant cette âge semble donc peu fiable.

Key words: poplar hybrids / clones / wood density / radial growth / age trend / genotypic variation / repeatability / genotypic correlation

Mots clés : peuplier / hybride / clone / densité du bois / croissance radiale / génotype

Corresponding author: tony.zhang@qc.forintek.ca

© INRA, EDP Sciences 2006