Genetic variation in tree structure and its relation to size in Douglas-fir. II. Crown form, branch characters, and foliage characters

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 for relative crown width; stem increment per crown projection area; leaf area and branch weight relative to crown size; branch diameter and length adjusted for stem size; branch stoutness; cross-sectional area of branches per crown length; and needle size. Little genetic variation was found for branch numbers per whorl, branch angle, and specific leaf area. At both the phenotypic and genetic level, large trees growing well relative to growing space had tall, narrow crowns, high leaf areas per crown projection area or branch length, greater partitioning to leaves versus branches, and stouter branches. Thus, large, efficient trees were those that invested more in the photosynthetic machinery of leaf area and the branch biomass necessary to support that leaf area, but distributed that leaf area over a greater vertical distance. Unfortunately, these traits also were associated with increased branchiness, and selection for these traits would be accompanied by reductions in harvest index and wood quality.

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'Orégon. Une variabilité génétique importante fut observée pour la grandeur relative de la cime, l'accroissement de la tige par surface de projection de la cime, la surface foliaire et le poids des branches relativement à la grandeur de la cime, le diamètre et la longueur des branches ajustés pour la dimension de la tige, la robustesse des branches, la surface radiale des branches relativement à la grandeur de la cime, et la grandeur des aiguilles. Peu de variation génétique fut observée pour le nombre de branches par verticille, l'angle des branches et la surface foliaire spécifique. À la fois aux niveaux phénotypique et génétique, les arbres de forte dimension montrant une bonne croissance par rapport à l'espace disponible affichaient une cime grande et mince, des surfaces foliaires importantes par surface de projection de la cime ou longueur des branches, une répartition plus grande en faveur des aiguilles aux dépens des branches, et des branches plus robustes. En conséquence, les arbres de forte dimension et les plus efficaces étaient ceux investissant plus au niveau de l'appareil photosynthétique formé par la surface foliaire et au niveau de la biomasse formée par les branches nécessaires au support de la surface foliaire, tout en répartissant cette surface foliaire sur une distance verticale plus grande. Malheureusement, ces caractères étaient aussi associés à une branchaison accrue, et la sélection pour ces caractères serait accompagnée de réductions au niveau de la qualité du bois et de la proportion de la biomasse de la tige relativement à la biomasse totale.

[Traduit par la rédaction]