Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự tương tác giữa kiểu gen và môi trường trong sự phát triển của Eucalyptus globulus tại Úc
Tóm tắt
Nghiên cứu này đánh giá sự tương tác giữa kiểu gen với môi trường (G × E) đối với sự phát triển đường kính trong 15 thí nghiệm con lai Eucalyptus globulus ở Úc. Phân tích tại một điểm cho thấy sự sai khác đáng kể giữa các tiểu chủng và gia đình trong mỗi tiểu chủng trong tất cả các thí nghiệm. Sự khác biệt giữa các tiểu chủng (
$$\widehat{r}_{s}$$
) và gia đình (
$$\widehat{r}_{f}$$
) đã được ước tính thông qua phân tích mô hình hỗn hợp tuyến tính của các cặp thí nghiệm. Sử dụng cấu trúc phân tích nhân tố cho các thuật ngữ ngẫu nhiên thuộc tiểu chủng và gia đình trong phân tích mô hình hỗn hợp đa môi trường, những dự đoán tuyến tính không thiên lệch tốt nhất về các hiệu ứng tiểu chủng đã được thu được cho mỗi thí nghiệm. Các giá trị này sau đó được trung bình cho mỗi trong bốn tiểu bang (Victoria, Tasmania, Nam Úc, và Tây Úc) và trên tất cả các địa điểm. Sự tương tác G × E có ý nghĩa thống kê đã được phát hiện, với các giá trị trung bình có trọng số giữa các tiểu bang cho
$$\widehat{r}_{s}$$
và
$$\widehat{r}_{f}$$
lần lượt là 0.73 và 0.76. Tuy nhiên, ba tiểu chủng từ Châu Ranges Otway có tốc độ phát triển nhanh và tương đối ổn định trong các thứ tự trên tất cả các địa điểm. Chúng tôi đã đánh giá độ nhạy của các tiểu chủng đối với những thay đổi về điều kiện môi trường, dựa trên các mô hình hệ số ngẫu nhiên hồi quy hiệu suất tiểu chủng trên các biến khí hậu thí nghiệm đã chọn. Kết quả cho thấy sự nhạy cảm khác nhau của các tiểu chủng đối với nước, ánh sáng và (ít nhiều hơn) căng thẳng về nhiệt độ trong mùa hè. Hơn nữa, bằng cách sử dụng các kỹ thuật đa biến để hình dung và diễn giải cấu trúc tương quan giữa các địa điểm cho các hiệu ứng tiểu chủng, chúng tôi có thể xác định các cụm địa điểm có sự tương tác G × E giảm liên quan đến tính khả dụng của nước trong đất và nhu cầu bay hơi trong mùa hè. Một phân loại loại địa điểm được điều chỉnh sử dụng những yếu tố này sẽ cho phép nắm bắt tốt hơn những lợi ích di truyền từ việc lai tạo và triển khai.
Từ khóa
#Eucalyptus globulus #kiểu gen #môi trường #tương tác G × E #di truyền họcTài liệu tham khảo
Almeida MH (1993) Estudo da Variabilidade Geográfica em Eucalyptus globulus Labill (Study of Geographical Variation in Eucalyptus globulus Labill.). PhD dissertation, Universidade Técnica de Lisboa, Instituto Superior de Agronomia, Lisboa, Portugal
Araújo JA, Sousa R, Lemos L, Borralho NMG (1996) Estimates of genetic parameters and prediction of breeding values for growth in Eucalyptus globulus combining clonal and full-sib progeny information. Silvae Genet 45:223–226
Basurco F, Toval G (2004) Estimated genetic parameters and breeding values for resistance against Gonipterus scutellatus in 13-year-old Eucalyptus globulus in Northwest Spain. In: Borralho NMG, Pereira JS, Marques C, Coutinho J, Madeira M, Tomé M (eds) Eucalyptus in a changing world. Proceedings IUFRO conference, Aveiro, 11–15 October 2004. RAIZ (Instituto Investigação da Floresta e Papel), Portugal, pp 155–158
Battaglia M, Sands P, White D, Mummery D (2004) CABALA: a linked carbon, water and nitrogen model of forest growth for silvicultural decision support. For Ecol Manag 193:251–282
Borralho NMG, Cotterill PP, Kanowski PJ (1993) Breeding objectives for pulp production of Eucalyptus globulus under different industrial cost structures. Can J For Res 23:648–656
Borralho NMG, Jarvis SF, Potts BM (1995) Multivariate restricted maximum likelihood estimation of genetic parameters for diameter at 3 to 5 years in the Eucalyptus globulus base population in Australia. In: Potts BM, Borralho NMG, Reid JB, Cromer RN, Tibbits WN, Raymond CA (eds) Eucalypt plantations: improving fibre yield and quality. Proceedings CRCTHF-IUFRO conference, Hobart, Tasmania, 19–24 February 1995. CRC for Temperate Hardwood Forestry, Australia, pp 230–232
Brooker MIH (2000) A new classification of the genus Eucalyptus L’Hér. (Myrtaceae). Aust Syst Bot 13:79–148
Chaves MM, Pereira JS, Maroco J, Rodrigues ML, Ricardo CPP, Osório ML, Carvalho I, Faria T, Pinheiro C (2002) How plants cope with water stress in the field? Photosynthesis and growth. Ann Bot 89:907–916
Dutkowski GW (1995) Genetic variation in drought susceptibility of Eucalyptus globulus ssp. globulus in plantations in Western Australia. In: Potts BM, Borralho NMG, Reid JB, Cromer RN, Tibbits WN, Raymond CA (eds) Eucalypt plantations: improving fibre yield and quality. Proceedings CRCTHF-IUFRO conference, Hobart, Tasmania, 19–24 February 1995. CRC for Temperate Hardwood Forestry, Australia, pp 199–203
Dutkowski GW, Potts BM (1999) Geographical patterns of genetic variation in Eucalyptus globulus ssp. globulus and a revised racial classification. Aust J Bot 46:237–263
Gardiner CA, Crawford DA (1987) 1987 Seed collections of Eucalyptus globulus subsp. globulus for tree improvement purposes. CSIRO Division of Forest Research, Canberra
Gardiner CA, Crawford DA (1988) 1988 Seed collections of Eucalyptus globulus subsp. globulus for tree improvement purposes. CSIRO Division of Forest Research, Canberra
Gilmour AR, Gogel BJ, Cullis BR, Welham SJ, Thompson R (2002) ASReml User Guide Release 1.0. VSN International Ltd, Hemel Hempstead, UK
Greaves BL, Borralho NMG, Raymond CA (1997) Breeding objectives for plantation eucalyptus grown for production of kraft pulp. For Sci 43:465–472
Hardner CM, Potts BM (1995) Inbreeding depression and changes in variation after selfing Eucalyptus globulus ssp. globulus. Silvae Genet 44:46–54
Hodge GR, Volker PW, Potts BM, Owen JV (1996) A comparison of genetic information from open-pollinated and control-pollinated progeny tests in two eucalypt species. Theor Appl Genet 92:53–63
Houlder D, Hutchinson MF, Nix HA, McMahon JP (2000) ANUCLIM user’s guide. Centre for Resource and Environmental Studies, The Australian National University, Canberra, Australia
Ipinza RH, Garcia X, Apiolaza L, Molina MP, Chung P, Parra P (1994) Variacion juvenil de un ensayo de procedencias y familias de Eucalyptus globulus ssp. globulus Labill., en la septima region, Chile. Ecología 8:259–270
Jarvis SF, Borralho NMG, Potts BM (1995) Implementation of a multivariate BLUP model for genetic evaluation of Eucalyptus globulus in Australia. In: Potts BM, Borralho NMG, Reid JB, Cromer RN, Tibbits WN, Raymond CA (eds) Eucalypt plantations: improving fibre yield and quality. Proceedings CRCTHF-IUFRO conference, Hobart, Tasmania, 19–24 February 1995. CRC for Temperate Hardwood Forestry, Australia, pp 212–216
Jones RC, Steane DA, Potts BM, Vaillancourt RE (2002) Microsatellite and morphological analysis of Eucalyptus globulus populations. Can J For Res 32:59–66
Jordan GJ, Potts BM, Kirkpatrick JB, Gardiner C (1993) Variation in the Eucalyptus globulus complex revisited. Aust J Bot 41:763–785
Jordan GJ, Dutkowski GW, Potts BM, MacDonald AC, Tilyard P, Borralho NMG (1998) Genetic variation in North Forest Products’ Eucalyptus globulus ssp. globulus base population trials. Technical Report 8. CRC-SPF, Hobart, Australia
Jordan GJ, Potts BM, Chalmers P, Wiltshire RJE (2000) Quantitative genetic evidence that the timing of vegetative phase change in Eucalyptus globulus ssp. globulus is an adaptive trait. Aust J Bot 48:561–567
Jordan GJ, Potts BM, Clarke AR (2002) Susceptibility of Eucalyptus globulus ssp. globulus to sawfly (Perga affinis ssp. insularis) attack and its potential impact on plantation productivity. For Ecol Manag 160:189–199
Kirkpatrick JB (1975) The numerical intraspecific taxonomy of Eucalyptus globulus Labill. (Myrtaceae). Bot J Linn Soc 69:89–104
Kruskal JB, Wish M (1978) Multidimensional scaling. Sage university paper series on quantitative applications in the social sciences, 07-011. Sage, Beverly Hills
Lopez GA, Potts BM, Dutkowski GW, Apiolaza LA, Gelid PE (2002) Genetic variation and inter-trait correlations in Eucalyptus globulus base population trials in Argentina. For Genet 9:217–232
Lorkin MH, Potts BM, Vaillancourt RE, Williams DR, Gore PL (2004) Vulnerability of Eucalyptus globulus to the seed destroying wasp Megastigmus sp. is under genetic control. Hot off the seed bed, ż 69. CRC-SPF, Hobart, Tasmania, p 2
Lynch M, Walsh B (1998) Genetics and analysis of quantitative traits. Sinauer Associates Inc., Sunderland, MA, USA
MacDonald AC, Borralho NMG, Potts BM (1997) Genetic variation for growth and wood density in Eucalyptus globulus ssp. globulus in Tasmania (Australia). Silvae Genet 46:236–241
Matheson AC, Raymond CA (1986) A review of provenance × environment interaction: its practical importance and use with particular reference to the tropics. Commonw For Rev 65:283–302
McRae TA, Pilbeam DJ, Gore PL, Dutkowski GW, Apiolaza LA (2001) Australian cooperative tree improvement strategy for Eucalyptus globulus. In: Developing the eucalypt of the future. Proceedings IUFRO conference, Valdivia, 10–15 September 2001. INFOR, Chile, pp 179
McRae TA, Pilbeam DJ, Powell MD, Dutkowski GW, Joyce K, Tier B (2004) Genetic evaluation in eucalypt breeding programs. In: Borralho NMG, Pereira JS, Marques C, Coutinho J, Madeira M, Tomé M (eds) Eucalyptus in a changing world. Proceedings IUFRO conference, Aveiro, 11–15 October 2004. RAIZ (Instituto Investigação da Floresta e Papel), Portugal, pp 189–190
Milgate AW, Potts BM, Joyce K, Mohammed C, Vaillancourt RE (2005) Genetic variation in Eucalyptus globulus for susceptibility to Mycosphaerella nubilosa and its association with growth. Australas Plant Pathol 34:11–18
Mummery D, Battaglia M (2004) Significance of rainfall distribution in predicting eucalypt plantation growth, management options, and risk assessment using the process-based model CABALA. For Ecol Manag 193:283–296
Muneri A, Raymond CA (2000) Genetic parameters and genotype by environment interaction for basic density, pilodyn and stem diameter in Eucalyptus globulus. For Genet 7:317–328
O'Reilly-Wapstra JM, McArthur C, Potts BM (2001) Genetic variation in resistance of Eucalyptus globulus to marsupial browsers. Oecologia 130:289–296
Patterson B, Vaillancourt RE, Pilbeam DJ, Potts BM (2004a) Factors affecting outcrossing rates in Eucalyptus globulus. Aust J Bot 52:773–780
Patterson B, Gore PL, Potts BM, Vaillancourt RE (2004b) Advances in pollination techniques for large-scale production of Eucalyptus globulus seed. Aust J Bot 52:781–788
Patterson HD, Thompson R (1971) Recovery of interblock information when blocks sizes are unequal. Biometrika 31:100–109
Piepho HP (1998) Empirical best linear unbiased prediction in cultivar trials using factor-analytic variance–covariance structures. Theor Appl Genet 97:195–201
Potts BM (2004) Genetic improvement of eucalypts. In: Burley J, Evans J, Youngquist JA (eds) Encyclopedia of forest science. Elsevier, Oxford, UK, pp 1480–1490
Potts BM, Jordan GJ (1994) The spatial pattern and scale of variation in Eucalyptus globulus Labill. ssp. globulus: variation in seedling abnormalities and early growth. Aust J Bot 42:471–492
Potts BM, Volker PW, Hodge GR, Borralho NMG, Hardner CM, Owen JV (1995) Genetic limitations to the exploitation of base populations of Eucalyptus globulus ssp. globulus. In: Potts BM, Borralho NMG, Reid JB, Cromer RN, Tibbits WN, Raymond CA (eds) Eucalypt plantations: improving fibre yield and quality. Proceedings CRCTHF-IUFRO conference, Hobart, Tasmania, 19–24 February 1995. CRC for Temperate Hardwood Forestry, Australia, pp 217–221
Potts BM, Vaillancourt RE, Jordan G, Dutkowski G, Costa e Silva J, McKinnon G, Steane D, Volker P, Lopez G, Apiolaza L, Li Y, Marques C, Borralho NMG (2004) Exploration of the Eucalyptus globulus gene pool. In: Borralho NMG, Pereira JS, Marques C, Coutinho J, Madeira M, Tomé M (eds) Eucalyptus in a changing world. Proceedings IUFRO conference, Aveiro, 11–15 October 2004. RAIZ (Instituto Investigação da Floresta e Papel), Portugal, pp 46–61
Rapley LP, Allen GR, Potts BM (2004) Genetic variation in Eucalyptus globulus in relation to susceptibility from attack by the southern eucalypt leaf beetle, Chrysophtharta agricola. Aust J Bot 52:747–756
Rapley LP, Allen GR, Potts BM (2004) Genetic variation of Eucalyptus globulus in relation to autumn gum moth Mnesampela privata (Lepidoptera: Geometridae) oviposition preference. For Ecol Manag 194:169–175
Sands PJ, Battaglia M, Mummery DC (2000) Application of a process-based model to forest management: experience with ProMod, a simple plantation productivity model. Tree Physiol 20:383–392
SAS Institute Inc. (1997) SAS version 8. SAS Institute, Cary, NC
Shedley C, Battaglia M, Baillie CC, Smethurst PJ (1998) Productivity prediction system for drought-prone regions of south-western Australia. Technical Report 11. CRC-SPF, Hobart, Tasmania
Smith A, Cullis BR, Thompson R (2001) Analysing variety by environment data using multiplicative mixed models and adjustments for spatial field trend. Biometrics 57:1138–1147
Soria F, Borralho NMG (1997) The genetics of resistance to Phoracantha semipunctata attack in Eucalyptus globulus in Spain. Silvae Genet 46:365–369
Stram DO, Lee JW (1994) Variance components testing in the longitudinal mixed effects setting. Biometrics 50:1171–1177
Tibbits WN, Hodge GR, White TL (1991) Predicting breeding values for freezing resistance in Eucalyptus globulus. In: Schonau APG (eds) Intensive forestry: the role of eucalypts. Southern African Institute of Forestry, Durban, South Africa, pp 330–333
Toro MA, Silió L, Rodriguez MC, Soria F, Toval G (1998) Genetic analysis of survival to drought in Eucalyptus globulus in Spain. In: 6th World congress on genetics applied to livestock production, vol. 27. Armidale, Australia, pp 499–502
Toval G (2004) The Eucalyptus globulus clonal silviculture in mediterranean climate. In: Borralho NMG, Pereira JS, Marques C, Coutinho J, Madeira M, Tomé M (eds) Eucalyptus in a changing world. Proceedings IUFRO conference, Aveiro, 11–15 October 2004. RAIZ (Instituto Investigação da Floresta e Papel), Portugal, pp 70–78
Vega G, Toval G, Basurco F, Rodriguez R (1994) Early growth of 260 families of Eucalyptus globulus in North Spain. In: Pereira JS, Pereira H (eds) Eucalyptus for biomass production. Commission of the European Communities, Lisbon, Portugal, pp 115–132
Volker PW, Dean CA, Tibbits WN, Ravenwood IC (1990) Genetic parameters and gains expected from selection in Eucalyptus globulus in Tasmania. Silvae Genet 39:18–21
Volker PW (2002) Genetics of Eucalyptus globulus, E. nitens and their F1 hybrid. PhD dissertation, University of Tasmania, Australia
Williams E, Matheson AC (1994) Experimental design and analysis for use in tree improvement. CSIRO, Melbourne, Australia