Ann. For. Sci. 65 (2008) 406
DOI: 10.1051/forest:2008018

Prediction of wood density breeding values of Pinus taeda elite parents from unbalanced data: A method for adjustment of site and age effects using common checklots

Fikret Isik, Bailian Li, Barry Goldfarb and Steve McKeand

North Carolina State University, Department of Forestry and Environmental Resources, Campus Box 8002, Raleigh, NC 27695, USA

Received 29 May 2007; accepted 29 January 2008; published online 30 May 2008

Abstract - Wood density of elite parents of loblolly pine (Pinus taeda L.) was investigated in 6 to 18 year-old progeny trials. The sampling was carried out separately in seven testing regions in the southeastern US. A checklot was the only connection between elite parents planted at different trials in a testing region. We used a data normalization method suggested for unbalanced designs in cDNA microarray experiments to remove confounding site and age effects using the checklot as a reference sample. Wood density breeding values of parents were predicted by fitting a linear mixed model to the normalized data. Using the reference samples to remove site and age effects appears to be an effective method for analysis of unbalanced progeny tests data. In general, wood density (kg/m³) decreased from coastal to inland plantings and from the southern to the northern planting. Considerable genetic variation for wood density was detected among these fast-growing elite parents in six of seven testing regions, with half-sib family mean heritabilities ranging from 0.71 to 0.97 within a testing region. With the exception of two regions, checklots were stable across trials in a region, based on regressing the checklot means on trial means.

Résumé - Prédiction des valeurs de densité du bois pour la sélection de parents d'élite de Pinus taeda, à partir de données non équilibrées : une méthode d'ajustement des effets d'environnement et d'âge basée sur des lots de référence communs. La densité du bois de parents d'élite de Pinus taeda L. a été étudiée dans des essais de descendance âgés de 6 à 18 ans. L'échantillonnage a été mené à bonne fin séparément dans sept régions tests du Sud des États-Unis. Le lot a été le seul lien entre parents d'élite plantés dans différents essais dans la région de test. Nous avons utilisé une méthode de normalisation des données proposée pour des effectifs non équilibrés de puces à CDNA pour éliminer les effets confondus du site et de l'âge, en utilisant le lot comme échantillon de référence. Les valeurs de la densité du bois des parents ont été prédites par ajustement d'un modèle linéaire mixte aux données normalisées. Utiliser les échantillons références pour enlever les effets de site et de l'âge apparaît être une méthode efficace pour analyser les données non équilibrées d'un test de descendances. En général, la densité du bois (kg/m³) décroît depuis les plantations côtières jusqu'aux plantations des régions intérieures et depuis les plantations du sud jusqu'aux plantations plus au nord. Une variabilité génétique considérable de la densité du bois a été détectée entre ces parents à croissance rapide dans six des sept régions de test, avec des héritabilités moyennes variant de 0,71 à 0,97 dans une région de test. Sur la base d'une régression entre moyennes des lots de référence et moyennes des essais, il a été déterminé qu'à l'exception de deux régions, les lots ont été stables à travers les essais dans une région déterminée.

Key words: loblolly pine / reference sample / data normalization / genetic variation / heritability

Mots clés : Pinus taeda / échantillon de référence / normalisation des données / variation génétique / héritabilité

Corresponding author: fikret_isik@ncsu.edu

© INRA, EDP Sciences 2008