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Ann. For. Sci.
Volume 66, Number 4, June 2009
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Article Number | 413 | |
Number of page(s) | 11 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/forest/2009021 | |
Published online | 06 May 2009 |
Number of pages: 11
DOI: 10.1051/forest/2009021
Genetic variation for carbon isotope composition in Juglans regia L.: relationships with growth, phenology and climate of origin
Neus Aletà1, Antoni Vilanova1, Raquel Díaz2 and Jordi Voltas31 Institut de Recerca i Tecnología Agroalimentàries (IRTA) Torre Marimon, 08140 Caldes de Montbui, Spain
2 Centro de Investigacións Ambientais de Lourizán, Apdo. 127, 36080 Pontevedra, Spain
3 Department of Crop and Forest Sciences, University of Lleida, Rovira Roure 191, 25198 Lleida, Spain
Received 1 July 2008; revised version 22 September 2008; accepted 19 November 2008; Published online 6 May 2009
Abstract
• Among the traits of breeding interest for the common walnut tree Juglans regia L.,
characteristics such as timing of budbreak and leaf fall, water-use
efficiency and growth performance are regarded as being of utmost relevance
in Mediterranean conditions.
• The authors evaluated intraspecific variation in 13C
(carbon isotope composition, surrogate of intrinsic water-use
efficiency, WUE) for 22 J. regia families grown in a progeny test under
supplementary irrigation, and investigated whether such variation correlated
with climatic indicators of native habitats. The genetic relationships
between 13C, growth and phenology were also assessed during
two consecutive years.
• Overall, the most water-use-efficient families (i.e. with higher 13C), which originated mainly from drought-prone provenance regions
which have a high vapour pressure deficit and low rainfall, exhibited less
height growth and smaller DBH. Using a stepwise regression
procedure, 13C was included as the main
explanatory variable of genotypic variation in growth traits, together with
growing season duration (for DBH in both years) and flushing (for height in
2007).
• It was concluded that WUE is largely unconnected to phenology
effects in the explanation of growth performance for J. regia, therefore suggesting
the opportunity of simultaneously selecting for low WUE and extended
growing period to maximise productivity in non-water-limited environments.
Résumé - Variation génétique de la composition
isotopique du carbone chez Juglans regia L.: relations avec la croissance, la
phénologie et le climat d'origine.
• Parmi les traits d'intérêt pour la sélection de noyer commun
Juglans regia, des caractéristiques telles que la précocité de débourrement
et la date de chute des feuilles, l'efficience d'utilisation de l'eau et la
performance de croissance sont considérées comme étant
importantes dans les conditions méditerranéennes.
• Les auteurs ont évalué la variation intraspécifique de
composition isotopique en 13C (13C, substitut de l'efficience
intrinsèque d'utilisation de l'eau, WUE) dans 22 familles de
Juglans regia cultivées dans un essai de descendance avec une irrigation d'appoint,
et ils ont examiné si la variation était corrélée avec les
indicateurs du climat des habitats d'origine. Les relations
génétiques entre 13C, croissance et phénologie ont
également été évaluées au cours de deux années
consécutives.
• En général, les familles présentant les plus fortes valeurs de
WUE (c'est-à-dire avec le 13C le plus
élevé), qui proviennent essentiellement des régions de
provenance à sécheresse élevée et à fort déficit de
pression de vapeur et faibles précipitations, présentent une
croissance en hauteur moindre et un plus faible diamètre à 1,3 m. En
utilisant une procédure de régression par étapes, 13C a été inclus en tant que principale variable explicative
de la variation génotypique des caractéristiques de croissance, de
concert avec la durée de la saison de croissance (pour le diamètre
à 1,3 m) et le débourrement (pour la hauteur en 2007).
• Il a été conclu que WUE est en grande partie sans rapport
avec la phénologie dans l'explication de la performance de croissance
pour J. regia, suggérant donc la possibilité de sélectionner
simultanément pour de faibles niveaux de WUE et une période de
croissance prolongée pour maximiser la productivité dans des
environnements où l'eau n'est pas limitante.
Key words: water-use efficiency / Mediterranean climate / common walnut / breeding / provenance
Mots clés : efficience d'utilisation de l'eau / climat méditerranéen / noyer / sélection / provenance
Corresponding author: jvoltas@pvcf.udl.es
© INRA, EDP Sciences 2009