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Genetic structures of common ash (Fraxinus excelsior) populations in Germany at sites differing in water regimes

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Abstract:

The genetic structure of the alcohol dehydrogenase (ADH) enzyme complex was studied by means of isozyme analysis among several common ash (Fraxinus excelsior L.) provenances. We analysed if specific alloforms of locus ADH-B are selected under flooding stress caused by oxygen deprivation, since ADH is a fundamental enzyme of the plant metabolism under anoxia. This selection, if given, could therefore result in different ash ecotypes. Furthermore, genetic structures in the same provenances resulting from the analysis of four nuclear microsatellite markers are also discussed and compared with those resulting from the isozyme analyses to differentiate between adaptation and demographical processes. We found the highest value of genetic diversity at one of the two examined floodplains but did not find significant correlations between genotypes structures and flooding. The observed allele distributions can be mainly attributed to high human pressure and important seed transport events. These are regarded as the main forces shaping the actual genotype distributions rather than selection processes acting on locus ADH-B.

À l’aide de l’analyse des isoenzymes, les auteurs ont étudié la structure génétique du complexe enzymatique de l’alcool déshydrogénase (ADH) parmi un certain nombre de provenances de frêne commun (Fraxinus excelsior L.). Plus particulièrement, ils ont déterminé si les formes alléliques spécifiques au locus ADH-B sont sélectionnées lorsqu’une inondation cause un stress dû à une carence en oxygène. En effet, l’ADH est une enzyme essentielle dans le métabolisme de la plante en situation d’anoxie. Si cette sélection a lieu, elle pourrait par conséquent engendrer différents écotypes de frêne. De plus, les structures génétiques dans les mêmes provenances ont été déterminées par l’analyse de quatre locus de microsatellites nucléaires. Ces résultats sont discutés et comparés à ceux de l’analyse des isoenzymes afin de distinguer les processus démographiques des processus d’adaptation. La plus forte valeur de diversité génétique a été obtenue dans l’une des deux plaines inondables étudiées, mais il n’y avait aucune corrélation significative entre les structures de génotypes et les inondations. La distribution des allèles qui a été observée peut être principalement attribuée à des effets anthropiques importants et à des épisodes majeurs de transport des semences. Ces facteurs sont considérés comme les principales forces qui déterminent la distribution actuelle des génotypes plutôt que les processus de sélection pouvant agir sur le locus ADH-B.

Document Type: Research Article

Publication date: May 1, 2008

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nrc/cjfr/2008/00000038/00000005/art00027
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