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Differences in wood density and growth of fertilized and nonfertilized loblolly pine associated with a mutant gene, cad-n1

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Abstract:

A rare mutant allele (cad-n1) of the cad gene in loblolly pine (Pinus taeda L.) causes a deficiency in the production of cinnamyl alcohol dehydrogenase (CAD). Effects associated with this allele were examined by comparing wood density and growth traits of cad-n1 heterozygous trees with those of wild-type trees in a 10-year-old open-pollinated family trial growing under two levels of fertilization in Scotland County, North Carolina. In all, 200 trees were sampled, with 100 trees for each fertilizer treatment. Wood density measurements were collected from wood cores at breast height using X-ray densitometry. We found that the substitution of a cad-n1 for a wild-type allele (Cad) was associated with a significant effect on wood density. The cad-n1 heterozygotes had a significantly higher wood density (+2.6%) compared with wild-type trees. The higher density was apparently due to the higher percentage of latewood in the heterozygotes. The fertilization effect was highly significant for both growth and wood density traits. This study indicates that the cad-n1 allele could be a valuable gene to the pulp and paper industry for the purpose of enhancing pulp yields by increasing wood density.

Un allèle mutant rare (cad-n1) du gène cad chez le pin à encens (Pinus taeda L.) entraîne une déficience de la production de l'alcool cinnamylique déshydrogénase. Les auteurs ont étudié les effets associés à cet allèle en comparant la densité du bois et les caractères de croissance des arbres hétérozygotes pour cad-n1 avec les mêmes caractères chez des arbres sauvages. Cette comparaison a été effectuée dans un test de descendances monoparentales âgé de 10 ans et établi sous deux niveaux de fertilisation dans le comté de Scotland en Caroline du Nord. En tout, 200 arbres ont été échantillonnés à raison de 100 arbres par traitement de fertilisation. Les mesures de densité du bois ont été obtenues par densitométrie aux rayons X de carottes de bois prélevées à hauteur de poitrine. Les auteurs ont observé que la substitution de l'allèle cad-n1 par un allèle sauvage (Cad) avait un effet significatif sur la densité du bois. La densité du bois était significativement plus élevée (+2,6 %) chez les hétérozygotes pour cad-n1 comparativement aux arbres sauvages. La plus forte densité était apparemment le résultat d'un pourcentage plus élevé de bois final chez les hétérozygotes. L'effet de la fertilisation était hautement significatif à la fois pour les caractères de croissance et la densité du bois. Cette étude indique que l'allèle cad-n1 pourrait comporter une valeur intrinsèque pour l'industrie des pâtes et papiers dans le but d'améliorer le rendement en pâte en augmentant la densité du bois.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2005-07-01

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