收获策略对橡树种子遗传多样性的影响

Q3 Agricultural and Biological Sciences
Cristina Haldemann, A. Rudow, P. Bonfils, Andrea De Boni, Gabor Reiss, K. Streit, S. Studhalter, Christian Rellstab
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摘要

遗传多样性是物种适应气候变化等不断变化的环境条件和抵御极端环境事件的基本前提。因此,遗传多样性繁殖材料(种子和幼苗)应被用于可持续树木种群的人工再生。然而,出于效率和成本的考虑,种子往往是择机收获,而不是以实现高度遗传多样性为目标。这可能会限制采集种子的适应性。通过对有梗橡树和无梗橡树的 216 株(潜在)母树和 1037 粒橡子进行分子遗传分析,我们研究了采种策略如何影响种子的中性、非适生遗传多样性。结果表明,种子的遗传多样性主要取决于母树的数量和每棵母树的橡子数量。100 颗橡子就足以收集一棵母树上所有橡子的几乎全部遗传多样性,这与常见的种子采收方法是一致的。要达到种子作物总遗传多样性的 75-95%,需要 19-43 棵母树,这比通常的做法要多得多。另一方面,在不同地段(林区)采种和避免采种附近的同父异母树影响不大。总之,采种时应尽可能多地采收母树,这对橡树来说成本较低。不过,由于要适应小规模地点的特点,如果几个地区的生态特点不同,在这些地区采种可能是值得的。这些发现强调,有必要提供实用建议和指导,以优化种子采集。它们还为苗圃的战略规划提供了有用的依据,有助于提高树种的适应性和未来森林的恢复能力。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Einfluss der Erntestrategie auf die genetische Vielfalt des Saatguts bei Eichen
Genetische Vielfalt ist Grundvoraussetzung dafür, dass sich Arten an sich ändernde Umweltbedingungen wie den Klimawandel anpassen und gegenüber extremen Umweltereignissen resilient sind. Bei der künstlichen Verjüngung zukunftsfähiger Baumbestände sollte deshalb genetisch vielfältiges Vermehrungsgut (Saat- und Pflanzgut) verwendet werden. Die Beerntung von Saatgut erfolgt heute jedoch aus Effizienz- und Kostengründen häufig opportunistisch und nicht mit dem Ziel, eine hohe genetische Vielfalt zu erreichen. Die Anpassungsfähigkeit des gesammelten Saatguts könnte dadurch eingeschränkt sein. Mit molekulargenetischen Analysen von 216 (potenziellen) Mutterbäumen und 1037 Eicheln untersuchten wir in je einem Samenerntebestand für Stielund Traubeneiche, wie sich die Samenerntestrategie auf die neutrale, nicht fitness-relevante genetische Vielfalt des Saatguts auswirkt. Unsere Resultate zeigen, dass die genetische Vielfalt des Saatguts vor allem von der Anzahl Mutterbäume und Eicheln pro Mutterbaum abhängt. Bereits 100 Eicheln reichten, um fast die gesamte genetische Vielfalt aller Eicheln eines Mutterbaumes zu sammeln, was mit der gängigen Samenerntepraxis gegeben ist. Um 75–95% der totalen genetischen Vielfalt eines Samenerntebestandes zu erreichen, waren 19–43 Mutterbäume notwendig – also deutlich mehr als in der Praxis üblich. Die Samenernte in verschiedenen Sektoren (Waldabschnitten) und die Vermeidung von nahe gelegenen Halbgeschwistern hatten hingegen einen geringen Einfluss. Zusammenfassend sollte sich die Samenernte also auf eine möglichst hohe Anzahl Mutterbäume fokussieren, was bei den Eichen mit kleinem finanziellem Aufwand möglich ist. Wegen der Anpassung an kleinräumige Standorteigenschaften würde sich die Samenernte in mehreren Sektoren aber wohl lohnen, wenn sich diese hinsichtlich ihrer ökologischen Eigenschaften unterscheiden. Diese Erkenntnisse unterstreichen die Notwendigkeit von praktischen Hinweisen und Richtlinien zur Optimierung der Samenernte. Zudem sind sie eine nützliche Grundlage für die strategische Planung von Baumschulen und tragen zur Anpassungsfähigkeit unserer Baumarten und zur Resilienz des zukünftigen Waldes bei.
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Schweizerische Zeitschrift fur Forstwesen
Schweizerische Zeitschrift fur Forstwesen Agricultural and Biological Sciences-Forestry
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