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Monitoring male reproductive success in a Japanese black pine clonal seed orchard with RAPD markers

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Abstract:

Overall male reproductive success was investigated in a Japanese black pine (Pinus thunbergii Parl.) clonal seed orchard consisting of 16 nematode-resistant clones, using random amplified polymorphic DNA (RAPD) markers. We genotyped all 16 of the orchard clones at selected RAPD loci by analyzing diploid needles and 10 haploid megagametophytes from each of them. In addition, the male parent of open-pollinated seedlings was identified by comparing their phenotypes with the genotypes of the orchard clones. In this way the male parents of 559 seedlings of 648 seedlings of progenies from 14 parental (orchard) clones were determined. The level of external pollen contamination in the seed orchard was estimated to be 2.2% for the total population. The effective mean selfing rate observed was 1.5%. Male reproductive success among clones varied widely, from 0.8 to 24.4%, for the total population. Our data suggest that the significant deviation in male reproductive success of individual clones from panmictic ratios may be a problem for the genetic quality in seed orchard crops. To improve the parental balance of seed orchard crops, the use of artificial management techniques such as gibberellin A4/7 treatment, supplemental mass pollination, and rearrangement of clonal ramets is recommended in seed orchards.

À l'aide de marqueurs d'amplification de l'ADN de position indéterminée (RAPD), les auteurs ont étudié la réussite globale de reproduction des mâles dans un verger à graines clonal de pin noir (Pinus thunbergii Parl.) établi au Japon et constitué de 16 clones résistants aux nématodes. Les génotypes des 16 clones du verger ont été déterminés pour chacun des loci choisis de RAPD en analysant des tissus diploïdes d'aiguilles ainsi que 10 mégagamétophytes haploïdes pour chaque clone. De plus, le parent mâle des semis issus de pollinisation libre a été déterminé en comparant les phénotypes des semis aux génotypes des clones du verger. De cette façon, les auteurs ont pu identifier les parents mâles de 559 semis parmi les 648 semis de descendances découlant de 14 parents clonaux du verger. Le degré de contamination pollinique exogène dans le verger à graines s'établissait à 2,2%, pour l'ensemble de la population. En moyenne, le taux effectif d'autogamie était de 1,5%. La réussite de reproduction des mâles variait beaucoup d'un clone à l'autre, avec des valeurs allant de 0,8 à 24,4% pour l'ensemble de la population. Les données supportent l'idée voulant qu'un écart significatif entre la réussite de reproduction des mâles de chaque clone et les ratios panmictiques puisse affecter négativement la qualité génétique des récoltes de graines du verger. Afin de tendre vers une représentation plus équilibrée des parents dans les récoltes de graines du verger, les auteurs suggèrent la mise en place de stratégies de gestion intensive comme le recours aux traitements à l'acide gibbérellique A4/7, la pollinisation supplémentaire de masse ou encore, le réarrangement des ramets clonaux au sein des vergers à graines.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2002

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nrc/cjfr/2002/00000032/00000006/art00007
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