Paternity analysis with microsatellites in a Danish Abies nordmanniana clonal seed orchard reveals dysfunctions

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Abstract:

A paternity analysis using five microsatellite markers was conducted in a Danish clonal seed orchard with 13 Abies nordmanniana (Stev.) Spach clones. The purpose was to investigate potential seed-orchard dysfunctions, with special emphasis on nonequal pollen contributions and selfing. Male paternity was found for 232 seedlings germinated from seeds collected on three ramets, each of eight clones, and the relative contribution of each clone to the gene pool of male gametes was calculated. Furthermore, 49 ramets were genotyped to check for erroneous grafting. The effect of an unbalanced male contribution was quantified by means of two measures: (1) the status number (NS), which reflects buildup of coancestry in the seed-orchard crop as a result of a low number of clones and an unequal male contribution, and (2) the asymptotic variance effective population number (Ne(v)). The contributions by pollen donors from the 13 clones were highly skewed. Three clones were fathers to more than 75% of the progenies, while making up only 24% of the ramets in the seed orchard. Four clones sired no progenies at all. The unequal contribution on the male side corresponded to NS = 4.2 and Ne(v) = 5.8. Some selfing was observed, which may give rise to concern if clonal seed orchards with few clones are established. The estimated maximum pollen contamination from outside the seed orchard was 4.3%. No grafting–labelling errors were identified.

Les auteurs ont réalisé une étude de paternité à l'aide de cinq marqueurs de type microsatellite dans un verger à graines clonal comprenant 13 clones d'Abies nordmanniana (Stev.) Spach au Danemark. Le but était d'étudier les dérèglements génétiques potentiels du verger attribuables en particulier aux contributions polliniques asymétriques ou à l'autopollinisation. La paternité a été déterminée pour 232 semis ayant germé à partir de graines récoltées sur trois ramets pour chacun de huit clones et la contribution relative de chaque clone au bassin génique des gamètes mâles a été estimée. De plus, le génotype a été déterminé pour 49 ramets afin de vérifier la présence d'erreurs de greffage. L'effet de la contribution mâle asymétrique a été quantifié selon deux mesures : (1) le nombre statutaire (NS), qui reflète l'accumulation de consanguinité dans la production semencière du verger en raison d'un faible nombre de clones et de la contribution asymétrique des clones en gamètes mâles et (2) le nombre basé sur la variance asymptotique de la taille effective de population (Ne(v)). La contribution des 13 clones en tant que donneurs de pollen était très asymétrique. Trois clones étaient les pères de plus de 75 % de la descendance alors qu'ils ne représentaient que 24 % des ramets du verger. Quatre clones n'ont produit aucune descendance. La contribution inégale en gamètes mâles correspondait à NS = 4,2 et Ne(v) = 5,8. Un certain niveau d'autopollinisation a été observé, ce qui pourrait être inquiétant si des vergers à graines comprenant un faible nombre de clones étaient établis. La contamination pollinique exogène maximale du verger a été estimée à 4,3 %. Aucunes erreurs d'identification ni de greffage n'ont été relevées.

[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: April 1, 2006

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