Genetic variation of wood density components in young coastal Douglas-fir: implications for tree breeding

Jesus Vargas-Hernandez and W. T. Adams

Abstract: The genetic control of wood density components (earlywood density, latewood density, and latewood proportion) and their relationships with overall density in coastal Douglas-fir (Pseudotsugamenziesii (Mirb.) Franco var. menziesii) were examined to assess the usefulness of this information in breeding for wood density. The genetic relationships of wood density with intraring density variation and bole volume growth were also investigated. Increment cores were taken at breast height from 15-year-old trees of 60 open-pollinated families. Averages across each core for overall wood density, its components, and intraring density variation were determined by using X-ray densitometry. Bole volume at age 15 for the same trees was derived from tree height and diameter at breast height measurements. Although wood density components varied significantly among families and were under moderate genetic control (individual-tree heritability (h_i²) > 0.24), none had a higher heritability than overall density (h_i² = 0.59). Density components had strong genetic correlations with overall density (r ≥ 0.74) but were also strongly related among themselves (0.57 ≤ r ≤ 0.92). Thus, density components have limited value in improving the efficiency of selection for overall density. Overall density was positively correlated with intraring density variation (r = 0.72) and negatively correlated with bole volume (r = −0.52). Comparison of several selection indices incorporating wood density and one or more growth traits, however, showed that it is possible to obtain substantial gains in bole volume without loss in (or even with a modest increase in) wood density. By restricting the response in wood density, the change in intraring density variation can also be limited.

Résumé : Le contrôle génétique des composantes de la densité du bois (densité du bois de printemps, densité du bois d'été et proportion et bois d'été) et leurs relations avec la densité globale ont été étudiés chez le sapin de Douglas de la côte (Pseudotsugamenziesii (Mirb.) Franco var. menziesii), afin de vérifier l'utilité de ce type d'information pour l'amélioration quant à la densité du bois. Les relations génétiques de la densité du bois avec la variation de densité au sein d'un même cerne annuel et la croissance en volume de la tige ont aussi été étudiées. Des carottes ont été prélevées à hauteur de poitrine chez des arbres âgés de 15 ans représentatifs de 60 familles issues de pollinisation libre. Pour chaque carotte, des moyennes de densité générale, des composantes de cette densité et des variations de densité intracerne ont été obtenues par densitométrie aux rayons X. Pour les mêmes arbres, le volume de la tige à 15 ans fut calculé à partir des mesures de leur hauteur et de leur diamètre à hauteur de poitrine. Quoique les composantes de la densité du bois montraient une variation significative parmi les familles et se retrouvaient sous contrôle génétique modéré (héritabilité individuelle au niveau de l'arbre (h_i²) > 0,24), aucune de ces dernières n'affichait d'héritabilité supérieure à celle de la densité globale (h_i² = 0,59). Les composantes de la densité montraient de fortes corrélations génétiques avec la densité globale (r ≥ 0,74) et étaient aussi fortement corrélées entre elles (0,57 ≤ r ≤ 0,92). Les composantes de la densité ont donc une valeur limitée quant à améliorer l'efficacité de la sélection pour la densité globale. La densité globale était positivement corrélée avec la variation de densité intracerne (r = 0,72) et négativement corrélée avec le volume de la tige (r = −0,52). Toutefois, la comparaison de quelques indices de sélection incorporant la densité du bois et un ou plusieurs caractères de croissance a montré qu'il était possible d'obtenir des gains intéressants en volume de la tige sans perte (ou même avec une augmentation modérée) en densité du bois. En restreignant la réponse en densité du bois, le changement en variation de densité intracerne peut aussi être limité.

[Traduit par la rédaction]