Genetic variation in tree structure and its relation to size in Douglas-fir. I. Biomass partitioning, foliage efficiency, stem form, and wood density

J. B. St.Clair

Abstract: Genetic variation and covariation among traits of tree size and structure were assessed in an 18-year-old Douglas-fir (Pseudotsugamenziesii var. menziesii (Mirb.) Franco) genetic test in the Coast Range of Oregon. Considerable genetic variation was found in size, biomass partitioning, and wood density, and genetic gains may be expected from selection and breeding of desirable genotypes. Estimates of heritability for partitioning traits, including harvest index, were particularly high. Foliage efficiency (stem increment per unit leaf area) was strongly correlated with harvest index and may represent an alternative measure of partitioning to the stem. Estimates of foliage efficiency where leaf area was estimated based on stem diameter or sapwood area were unrelated to foliage efficiency where leaf area was measured directly. Strong negative genetic correlations were found between harvest index and stem size, and between wood density and stem size. Achieving simultaneous genetic gain in stem size and either harvest index or wood density would be difficult.

Résumé : La variabilité génétique et son degré de covariation parmi les caractères de dimension de l'arbre et de sa structure ont été étudiés au sein d'un test génétique âgé de 18 ans de Douglas taxifolié (Pseudotsugamenziesii var. menziesii (Mirb.) Franco) localisé dans la chaîne côtière de l'Oregon. Une variabilité génétique importante fut observée pour les caractères de dimension, de répartition de la biomasse et de densité du bois, et des gains génétiques peuvent être anticipés à partir de la sélection et du croisement des génotypes désirables. Les estimés d'héritabilité étaient particulièrement élevés pour les caractères de répartition, incluant la proportion de la biomasse de la tige relativement à la biomasse totale. L'efficacité du feuillage (l'accroissement de la tige par unité de surface foliaire) était fortement corrélée à la proportion de la biomasse de la tige relativement à la biomasse totale, pouvant ainsi représenter une mesure de remplacement de ce caractère. Les estimés de l'efficacité du feuillage où la surface foliaire était estimée à partir du diamètre de la tige ou de la surface de l'aubier ne montraient pas de relation avec l'efficacité du feuillage découlant de la mesure directe de la surface foliaire. De fortes corrélations génétiques négatives ont été observées entre la dimension de la tige et la proportion de la biomasse de la tige relativement à la biomasse totale, ainsi qu'entre la dimension de la tige et la densité du bois. L'atteinte simultanée de gain génétique au niveau de la dimension de la tige ainsi qu'au niveau de la densité du bois ou de la proportion de la biomasse de la tige relativement à la biomasse totale apparaît problématique.

[Traduit par la rédaction]