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Congruence between parental reproductive investment and success determined by DNA-based pedigree reconstruction in conifer seed orchards

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Abstract:

Seed orchards’ parental reproductive success is often assessed through surveys of seed- and pollen-cone production (reproductive investment). Although the reliability of this approach has been questioned, its speed and ease made it the method of choice for providing approximate estimates for the genetic quality and quantity of seed orchard crops. In this study, reproductive investment data from various female and male phenotypic assessment methods from three seed orchards (lodgepole pine (Pinus contorta Dougl. ex. Loud. var. latifolia Engelm.), Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco), and western larch (Larix occidentalis Nutt.)) were compared with reproductive success estimates based on DNA fingerprinting and parentage analyses. The use of reproductive investment as a proxy to reproductive success on estimating seed crop’s volume genetic worth and diversity (measured by effective number of parents) was evaluated. Regression analyses indicated that the phenotypic assessment methods reflect the true parental reproductive success and that estimates of seed- and pollen-cone volume production appear to be the most appropriate indicators of female and male reproductive success, respectively. Although the best combination of female–male survey methods produced inflated effective number of parents estimates, the genetic worth estimates were similar to those based on DNA, highlighting their robustness to fertility variation assessment.

Le succès de reproduction des semenciers d’un verger à graines est souvent déterminé par des inventaires de production des cônes séminifères et pollinifères (investissement dans la reproduction). Quoique la fiabilité de cette approche ait été remise en question, sa simplicité et sa rapidité en ont fait la méthode de choix pour obtenir des estimations approximatives de la qualité génétique et du volume de la production semencière des vergers à graines. Dans la présente étude, les auteurs ont comparé les données relatives à l’investissement dans la reproduction obtenues par différentes méthodes d’évaluation phénotypique de l’effort femelle et de l’effort mâle aux estimations de succès basées sur l’analyse des empreintes d’ADN et l’analyse de parenté dans trois vergers à graines (pin tordu latifolié (Pinus contorta Dougl. ex. Loud. var. latifolia Engelm.), Douglas vert (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) et mélèze de l’Ouest (Larix occidentalis Nutt.)). L’emploi de l’investissement dans la reproduction comme indication du succès de reproduction afin d’estimer la valeur génétique du volume de la production semencière et sa diversité (évaluée par le nombre effectif de parents) a aussi été évalué. Les analyses de régression ont indiqué que les méthodes d’évaluation phénotypique reflètent le succès parental réel de reproduction et que les estimations du volume de production de cônes séminifères et pollinifères semblent être les indicateurs les plus appropriés du succès reproducteur femelle et mâle. Même si la meilleure combinaison des méthodes de détermination de l’effort femelle et de l’effort mâle produisaient des estimations gonflées du nombre effectif de parents, les estimations de la valeur génétique étaient similaires à celles qui étaient basées sur l’ADN, mettant en évidence leur robustesse relativement à l’évaluation de la variation de la fertilité.

Document Type: Research Article

Publication date: February 1, 2011

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