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Genetic variation of leaf traits related to productivity in a Populus deltoides × Populus nigra family

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In breeding and selection, two of the main goals of hybridization are to combine favourable traits from different species and to obtain high hybrid vigor (or heterosis). The objectives of our study were (1) to determine which leaf traits are most closely linked to growth in a cross between Populus deltoides Bartr. ex Marsh. and Populus nigra L. and (2) to estimate the relevance of this cross for selection of highly productive genotypes. To achieve these objectives, 26 poplar F1 hybrids and their parents were studied during their second growing season in central France. Tree growth (i.e., growth rates of stem height, circumference, and volume) was monitored during 1 month, and leaf traits (i.e., increases in number of leaves, maximum individual leaf area, specific leaf area, petiole length, and dry mass, leaf carbon and nitrogen contents, and internode length) were estimated at the end of the 1-month period. Growth traits were tightly correlated to most of the leaf traits. More precisely, it appeared that stem volume growth rate can be decomposed into two single leaf characteristics: maximum individual leaf area and leaf increment rate. All traits showed moderate values of broad-sense heritability. Heterosis as well as coefficients of genetic variation were also modest.

En amélioration et en sélection, deux des buts principaux de l'hybridation sont de combiner des caractères favorables à partir de deux espèces et d'obtenir une importante vigueur hybride (ou hétérosis). Les objectifs de notre étude étaient : (1) de déterminer quels caractères foliaires sont les plus étroitement liés avec la croissance dans un croisement entre Populus deltoides Bartr. ex Marsh. et Populus nigra L. et (2) d'estimer la pertinence de ce croisement pour la sélection de génotypes présentant une forte productivité. Pour atteindre ces objectifs, 26 hybrides F1 et leurs parents furent étudiés durant leur seconde saison de croissance dans le centre de la France. La croissance des arbres (i.e., vitesses de croissance de la tige en hauteur, en circonférence et en volume) fut suivie pendant un mois, et les caractères foliaires (i.e., vitesse d'apparition des feuilles, surface individuelle maximale, surface massique foliaire, longueur et masse sèche du pétiole, teneurs foliaires en carbone et en azote et longueur des entre-nœuds) furent estimés au terme de la période de suivi de croissance. Les caractères de croissance des arbres étaient étroitement corrélés aux caractères foliaires. Plus précisément, il s'est avéré que la vitesse de croissance en volume de la tige pouvait être décomposée en seulement deux caractères foliaires : la surface de la plus grande feuille le long de la tige et la vitesse d'apparition des feuilles. Tous les caractères présentaient des valeurs modérées d'héritabilité au sens large. Les valeurs d'hétérosis et de coefficients de variation génétique étaient également modérées.

Document Type: Research Article

Publication date: February 1, 2006

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