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Genetic control of wood properties in Picea glauca — an analysis of trends with cambial age

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Abstract:

We investigated the genetic control of wood properties as a function of cambial age to enable improvement of juvenile wood attributes in white spruce (Picea glauca (Moench) Voss). Increment cores were taken from 375 trees randomly selected from 25 open-pollinated families in a provenance–progeny trial repeated on three sites. High-resolution pith-to-bark profiles were obtained for microfibril angle (MFA), modulus of elasticity (MOE), wood density, tracheid diameter and cell wall thickness, fibre coarseness, and specific fibre surface with the SilviScan technology. Heritability estimates indicated that genetic control of cell anatomy traits and wood density increased with cambial age, whereas the genetic control of MFA and MOE remained relatively low across growth rings. Wood density, radial cell diameter, cell wall thickness, and specific fibre surface were highly heritable, indicating that significant genetic gains could be expected in tree improvement programs, although cambial age at selection may strongly influence the magnitude of realized gains. In contrast, growth-related properties, such as ring width, core length, and tree height, gave weak or nonsignificant heritability estimates. Adverse correlations between mechanical strength and properties related to paper quality suggest that breeding strategies must incorporate both types of traits to improve white spruce wood quality for different end uses.

Le contrôle génétique des propriétés du bois selon l’âge cambial a été étudié dans le but d’évaluer la possibilité d’améliorer les attributs du bois juvénile chez l’épinette blanche (Picea glauca (Moench) Voss). Des carottes ont été extraites de 375 arbres choisis aléatoirement parmi 25 familles en pollinisation libre dans un test de provenance-descendances répété sur trois stations. Des profils à haute résolution allant de la moelle à l’écorce ont été obtenus pour l’angle de microfibrilles de cellulose (AMF), le module d’élasticité (MOE), la densité du bois, le diamètre des trachéides, l’épaisseur des parois, la masse linéique et la surface spécifique des cellules, au moyen de la technologie SilviScan. Les héritabilités estimées indiquent que le contrôle génétique des caractéristiques d’anatomie cellulaire augmentent avec l’âge cambial, tandis que le contrôle génétique du MOE et de l’AMF est constant et plus faible que ce qui a été rapporté précédemment chez d’autres conifères. La densité du bois, le diamètre radial, l’épaisseur des parois cellulaires et la surface spécifique étant fortement héritables, des gains importants sont anticipés par le biais de programmes d’amélioration génétique. Toutefois l’âge cambial lors de la sélection pourrait grandement influencer les gains réalisés. À l’opposé, l’héritabilité des caractères de croissance comme la largeur des cernes, la longueur des carottes ou la hauteur de l’arbre était faible ou négligeable. Des corrélations défavorables entre des propriétés mécaniques et des propriétés anatomiques liées à la qualité de la pâte à papier indiquent que l’amélioration de la qualité du bois doit tenir compte des deux types de caractères en fonction de différentes utilisations.

Document Type: Research Article

Publication date: April 1, 2010

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nrc/cjfr/2010/00000040/00000004/art00011
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