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Ann. For. Sci.
Volume 65, Number 7, October-November 2008
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Article Number | 706 | |
Number of page(s) | 10 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/forest:2008049 | |
Published online | 20 September 2008 |
DOI: 10.1051/forest:2008049
Genetic variation, mating patterns and gene flow in a Pinus pinaster Aiton clonal seed orchard
Lúcia Fernandes1, Margarida Rocheta1, 2, Jorge Cordeiro1, Sandra Pereira1, Sophie Gerber3, 4, Maria M. Oliveira1, 5 and Maria M. Ribeiro1, 61 IBET/ITQB, Quinta do Marquês, 2784-505 Oeiras, Portugal
2 Present address: Centro de Botânica Aplicada à Agricultura, Secção de Genética, Instituto Superior de Agronomia (ISA), Techn. Univ. Lisbon, Portugal
3 INRA – UMR BIOGECO 69 route d'Arcachon 33612 Cestas Cedex, France
4 Université de Bordeaux 1, UMR1202 BIOGECO, 69 route d'Arcachon, F-33612 Cestas, France
5 Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, Campo Grande, 1749-016, Lisbon, Portugal
6 Departamento de Silvicultura e Recursos Naturais, Escola Superior Agrária de Castelo Branco, Quinta da Senhora de Mércules, 6001-909 Castelo Branco, Portugal
Received 23 November 2007; revised version 15 April 2008; accepted 16 May 2008; published online 20 September 2008
Abstract - Relatedness among parents, variation in clonal fertility and background
pollination deviate the realized genetic gain and the gene diversity of open
pollinated seed orchard from expectation, in particular in wind pollinated
species such as Pinus pinaster Aiton.
This work investigates the genetic variation, the mating system and the
pollen contamination in a P. pinaster clonal seed orchard (CSO), by screening the 60
clones from the CSO and the seeds collected from 21 mother-trees with three
nuclear microsatellites.
The expected diversity was similar, but the observed heterozygosity
decreased 20% in the progenies compared with the parental trees. The
outcrossing rate was 90.1%, the biparental inbreeding 21.7% computed
through a multilocus approach, and the observed selfing 3.9%. The
observed gene flow from outside the CSO was 52.4%.
From the results we concluded that the observed gene flow and the biparental
inbreeding were high, and care should be taken in the implementation and
management of future CSO, in particular clones should be checked for
relatedness and the ramet number could be directly proportional to their
breeding value.
Résumé - Variation génétique, système de reproduction et flux de
gènes dans un verger à graines de clones de Pinus pinaster Aiton. L'apparentement entre parents, la variation de fertilité entre clones et
la pollution pollinique font dévier le gain génétique
réalisé et la diversité génétique des valeurs attendues
en verger à graines de clones à pollinisation libre, en particulier
pour une espèce à pollinisation anémophile comme Pinus pinaster Aiton.
Ce travail étudie la variation génétique, le système de
reproduction et la contamination du pollen d'un verger à graines de
clones (VGC) de P. pinaster, en génotypant les 60 clones du VGC et les graines
récoltées sur 21 arbres-mères pour trois marqueurs
microsatellites nucléaires.
La diversité attendue s'est révélée similaire mais
l'hétérozygotie observée a diminué de 20 % chez les descendants par rapport aux
parents. Le taux d'allofécondation était
de 90,1 %, la consanguinité biparentale calculée grâce à
une approche multilocus était de 21,7 % et le taux
d'autofécondation observé était de 52,4 %.
D'après ces résultats, nous avons conclu que les flux de gènes
observés et la consanguinité biparentale étaient élevés
et que des précautions devaient être prises dans la mise en place et
la gestion de futurs VGC, l'apparentement entre clones devrait en
particulier être vérifié et le nombre de copies d'un individu
pourrait être directement proportionnel à sa valeur
génétique.
Key words: genetic variation / mating system / gene flow / simple sequence repeats / maritime pine
Mots clés : variation génétique / système de reproduction / flux de gènes / microsatellites / pin maritime
Corresponding author: mribeiro@esa.ipcb.pt
© INRA, EDP Sciences 2008