Mejora Genética de Pinus sylvestris L.: Estudio de Procedencias y Estrategias de Conservación y Mejora en España

Notivol Paíno, Eduardo (2020). Mejora Genética de Pinus sylvestris L.: Estudio de Procedencias y Estrategias de Conservación y Mejora en España. Thesis (Doctoral), E.T.S.I. Montes, Forestal y del Medio Natural (UPM). https://doi.org/10.20868/UPM.thesis.67375.

Description

Title: Mejora Genética de Pinus sylvestris L.: Estudio de Procedencias y Estrategias de Conservación y Mejora en España
Author/s:
  • Notivol Paíno, Eduardo
Contributor/s:
  • Alía Miranda, Ricardo
Item Type: Thesis (Doctoral)
Read date: 2020
Subjects:
Faculty: E.T.S.I. Montes, Forestal y del Medio Natural (UPM)
Department: Otro
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

El estudio de la arquitectura del crecimiento primario en procedencias unida al estudio del ciclo fenológico permite establecer hipótesis respecto a la diferenciación de procedencias y las posibles adaptaciones al medio, dado que el ciclo de crecimiento tiene un papel crucial en la adaptación a climas templados. Para el estudio del ritmo de crecimiento se han ajustado curvas de crecimiento individuales y se han obtenido un conjunto de variables relacionadas con el ritmo de crecimiento. Con dicha metodología se ha analizado la estructura genética del ritmo de crecimiento de 69 familias de cuatro poblaciones de pino silvestre procedentes de los extremos de su cline latitudinal y de 17 procedencias medidas en 5 ensayos de procedencia. En el estudio familiar las estimaciones de las heredabilidades de las variables fueron muy altas y la diferenciación entre poblaciones también, mientras que en el de procedencias ésta fue más limitada. No se han encontrado patrones generales de variación en las varianzas genéticas aditivas aunque sus altos valores sugieren que la varianza genética aditiva no es un factor limitante para la adaptación a un nuevo óptimo. Los resultados obtenidos permiten identificar patrones de variación de la especie en caracteres relacionadas con la fenología del crecimiento muy ligadas con las variaciones estacionales e interanuales en las condiciones climáticas. La plasticidad fenotípica adquirió una relevancia mayor que se manifiesta más entre años que entre sitios como mecanismo adaptativo a los cambios del ambiente. Ello es trascendente considerando el cambio climático previsto, que si bien las poblaciones actuales no estarán probablemente adaptadas a estas futuras condiciones, se encontró una gran variabilidad dentro de las procedencias, que podrían permitir la adaptabilidad de las poblaciones a estas condiciones, vía adaptación in situ (Aitken et al. 2008; Alberto et al. 2013) El estudio de las relaciones entre los componentes del crecimiento mostró que la tasa de crecimiento tiene una componente causal siempre superior a la de la duración del crecimiento. De forma general se vio una correlación negativa entre ambos componentes. Las contribuciones de la tasa y el periodo fueron muy variables entre procedencias, sitios de ensayo y años, así como las relaciones existentes entre ellas tanto entre procedencias como dentro de ellas, siendo mayor la contribución genética de la tasa de forma general. La correlación entre los componentes fue mayor dentro de las procedencias que entre ellas mostrando una mayor flexibilidad en la compensación a nivel interno dentro de las poblaciones, probablemente por una selección estabilizadora en la tasa de crecimiento. El análisis de estas relaciones mostró la capacidad compensatoria de los componentes a través de una plasticidad fenotípica modulada genéticamente como respuestas a variaciones del ambiente. Como aplicación a la gestión se ha realizado un análisis de diferentes estrategias de obtención de semillas bajo un escenario de cambio climático de altas emisiones. Se observó que para Pinus sylvestris L., en el límite occidental-meridional de su distribución, con su estructura de variación y las predicciones climáticas futuras, las expectativas teóricas de estrategias de obtención de semilla, basados en similitudes climáticas previstas o de combinación de procedencias, no resultaron mejores que las tradicionales (semilla de procedencia local o de óptimo comportamiento), o no son posibles por inexistencia de procedencias adecuadas a ese clima. ----------ABSTRACT---------- The study of primary growth architecture in provenances including the growth rhythm allows establishing hypotheses for provenance differentiation and environmental adaptation, since the growth rhythm plays a crucial role in adaptation to temperate climates. Individual growth curves have been adjusted to obtain a set of variables related to the growth rhythm. This methodology has been applied for analyzing the genetic structure of the growth rhythm in 69 families from four populations from the limits of its latitudinal cline and from 17 provenances measured in 5 provenance trials. Progeny trial results provided very high estimates for heritabilities and population differentiation as well, while in the multisite provenance test, the last was more limited. No general patterns of variation have been found in additive genetic variances, although their high values suggested that additive genetic variance is not a limiting factor for adaptation to a new optimum. The results obtained allow identifying patterns of variation of the species in characters related to the phenology of growth closely linked to seasonal and interannual variations in climatic conditions. Phenotypic plasticity acquires a greater relevance that is disclosed more between years than sites as an adaptive mechanism to changes in the environment. This is important considering the predicted climate change that, although current populations will probably not be adapted to these future conditions, a great variability within provenances exists, which could allow the adaptability of populations to these conditions, via in situ (Aitken et al. 2008; Alberto et al. 2013). The study of the relationships between the components of growth showed that the growth rate has a causal component always greater than that of the duration of growth. In general, there was a negative correlation between both components. The contributions of the rate and the period were highly variable between provenances, test sites and years, as well as the relationships between them both between provenances and within them, with generally, a greater genetic contribution of the rate. The correlation between the components was greater within provenances than between them, showing greater flexibility in compensation internally within populations, probably due to a stabilizing selection in the growth rate. The analysis of these relationships showed the compensatory capacity of the components through a genetically modulated phenotypic plasticity as responses to variations in the environment. For management application, an analysis of different strategies for seed sourcing has been carried out under a climate change high emissions scenario. Despite the theoretical expectations, for Scots pine a forest tree species at its rear edge of its distribution, seed-sourcing methods based on climate matching or combination of seed sources did not perform better than traditional local or predictive methods or they are not feasible because of the lack of future climate-matching populations.

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Item ID: 67375
DC Identifier: https://oa.upm.es/67375/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:67375
DOI: 10.20868/UPM.thesis.67375
Deposited by: Archivo Digital UPM 2
Deposited on: 15 Jun 2021 13:59
Last Modified: 15 Dec 2021 23:30
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