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Variabilidad adaptativa de poblaciones de castaño europeo ("Castanea sativa" Mill.) y estimación de parámetros genéticos para el desarrollo del programa de mejora genética forestal del castaño en Galicia

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Variabilidad adaptativa de poblaciones de castaño europeo ("Castanea sativa" Mill.) y estimación de parámetros genéticos para el desarrollo del programa de mejora genética forestal del castaño en Galicia

Miguez Soto, Beatriz
 
DATE : 2017-08-09
UNIVERSAL IDENTIFIER : http://hdl.handle.net/11093/796
UNESCO SUBJECT : 2409.03 Genética de Poblaciones ; 2417.14 Genética Vegetal ; 5312.01 Agricultura, Silvicultura, Pesca
DOCUMENT TYPE : doctoralThesis

ABSTRACT :

El castaño europeo (Castanea sativa Mill.) es una especie de distribución circum-Mediterránea que cubre 2.53 millones de hectáreas en Europa, teniendo una gran importancia económica por su calidad de madera y producción de fruto. A pesar de la evidente domesticación de la especie desde la antigüedad, varios estudios de poblaciones indican la existencia de diferenciación en caracteres adaptativos como el ritmo de crecimiento anual o el vigor. Este hecho es también corroborado por estudios con marcadores moleculares nucleares que indican la existencia de diferentes pools genéticos con pautas geográficas claras. Los principales problemas a los que se enfrenta esta especie desde hace décadas son las enfermedades de la tinta (Phytophthora cinnamomi) y el chancro (Cryphonectria parasitica). En la actualidad se suma también la plaga de la avispa del castaño (Dryocosmus kuriphilus), de la que se detectaron los primeros focos en Galicia en 2014. En genética forestal, el estudio de la variabilidad genética de una especie y el conocimiento de su variación geográfica para determinados ... [+]
El castaño europeo (Castanea sativa Mill.) es una especie de distribución circum-Mediterránea que cubre 2.53 millones de hectáreas en Europa, teniendo una gran importancia económica por su calidad de madera y producción de fruto. A pesar de la evidente domesticación de la especie desde la antigüedad, varios estudios de poblaciones indican la existencia de diferenciación en caracteres adaptativos como el ritmo de crecimiento anual o el vigor. Este hecho es también corroborado por estudios con marcadores moleculares nucleares que indican la existencia de diferentes pools genéticos con pautas geográficas claras. Los principales problemas a los que se enfrenta esta especie desde hace décadas son las enfermedades de la tinta (Phytophthora cinnamomi) y el chancro (Cryphonectria parasitica). En la actualidad se suma también la plaga de la avispa del castaño (Dryocosmus kuriphilus), de la que se detectaron los primeros focos en Galicia en 2014. En genética forestal, el estudio de la variabilidad genética de una especie y el conocimiento de su variación geográfica para determinados caracteres adaptativos son de gran interés desde el punto de vista económico, como punto de partida para iniciar actividades de mejora, y de conservación de dicha variabilidad. Los estudios de variación geográfica se realizan en ensayos de procedencias. La evaluación de los ensayos permite estimar la porción de variabilidad entre poblaciones y la varianza genética aditiva dentro de poblaciones para caracteres de interés. Nuestro trabajo de investigación incluyó tres ensayos de procedencias europeas y españolas establecidos en campo, en los que se evaluaron principalmente caracteres de vigor, conformación y fenología, y un ensayo de procedencias españoles cultivado en vivero durante un período vegetativo y sometido la diferentes niveles de estrés hídrico con el objetivo de identificar la existencia de adaptaciones a la sequía. También se evaluó el papel de la selección natural de varios caracteres comparando los resultados del estudio adaptativo en procedencias españolas con marcadores moleculares neutros. La mejora genética realizada en C. sativa se centró hasta el momento en la selección de individuos resistentes las enfermedades de tinta y chancro con buenas características forestales mediante hibridación inter-específica de castaño europeo con especies asiáticas. Sin embargo, a pesar del abundante trabajo realizado, quedan varias áreas de mejora por cubrir y además, se sabe poco de los mecanismos de control genético (aditivo y no aditivo) de la resistencia a enfermedades, el crecimiento o la aptitud a la propagación. Por dichos motivos, el Centro de Investigación Forestal de Lourizán puso en marcha en el 2010 el Programa de Innovación y Mejora Genética Forestal de Galicia en el que C. sativa fue incluida como especie objetivo. En la actualidad, el plan se centra principalmente en la conservación de recursos genéticos y en el establecimiento de una Población Élite a través de cruces controlados entre individuos seleccionados por sus características de crecimiento, calidad de madera, resistencia al frío y la sequía, y resistencia a enfermedades. En nuestro estudio se evaluaron 36 progenies procedentes de árboles superiores de la zona Atlántica de Galicia establecidas en un ensayo de campo en 2002. El análisis de dicha evaluación permitió el planteamiento de nuevas estrategias de selección orientadas la producción de madera. Por otra parte, en un ensayo establecido en vivero, también se llevó a cabo el estudio de clones derivados de 16 cruces controlados entre parentales seleccionados por su resistencia a enfermedades y su calidad de madera. El conocimiento de los componentes aditivo y no aditivo de la varianza genética obtenida en este estudio permitió evaluar diferentes estrategias de propagación que, junto con otros estudios relacionados, conformarán las líneas de trabajo definitivas para el desarrollo del Plan de Mejora del Castaño en Galicia. [-]
 
O castiñeiro europeo (Castanea sativa Mill.) é unha especie de distribución circum-Mediterránea que cobre 2.53 millóns de hectáreas en Europa, tendo unha gran importancia económica por a súa calidade de madeira e produción de froitos. A pesar da evidente domesticación da especie dende a antigüidade, varios estudos de poboacións indican a existencia de diferenciación en caracteres adaptativos como o ritmo de crecemento anual ou o vigor. Este feito é tamén corroborado por estudos con marcadores moleculares nucleares que indican a existencia de diferentes pools xenéticos con pautas xeográficas claras. Os principais problemas ós que se enfronta esta especie dende hai décadas son as enfermidades da tinta (Phytophthora cinnamomi) e o cancro (Cryphonectria parasitica). Na actualidade, súmase tamén a praga da avespa do castiñeiro (Dryocosmus kuriphilus), da que se detectaron os primeiros focos en Galicia no 2014. No campo da xenética forestal, o estudo da variabilidade xenética dunha especie e o coñecemento da súa variación xeográfica para determinados caracteres adaptativos son de grande ... [+]
O castiñeiro europeo (Castanea sativa Mill.) é unha especie de distribución circum-Mediterránea que cobre 2.53 millóns de hectáreas en Europa, tendo unha gran importancia económica por a súa calidade de madeira e produción de froitos. A pesar da evidente domesticación da especie dende a antigüidade, varios estudos de poboacións indican a existencia de diferenciación en caracteres adaptativos como o ritmo de crecemento anual ou o vigor. Este feito é tamén corroborado por estudos con marcadores moleculares nucleares que indican a existencia de diferentes pools xenéticos con pautas xeográficas claras. Os principais problemas ós que se enfronta esta especie dende hai décadas son as enfermidades da tinta (Phytophthora cinnamomi) e o cancro (Cryphonectria parasitica). Na actualidade, súmase tamén a praga da avespa do castiñeiro (Dryocosmus kuriphilus), da que se detectaron os primeiros focos en Galicia no 2014. No campo da xenética forestal, o estudo da variabilidade xenética dunha especie e o coñecemento da súa variación xeográfica para determinados caracteres adaptativos son de grande interese dende o punto de vista económico, como punto de partida para iniciar actividades de mellora, e de conservación de dita variabilidade. Os estudos de variación xeográfica se realizan en ensaios de procedencias. A avaliación dos ensaios permite estimar a porción de variabilidade entre poboacións e a varianza xenética aditiva dentro das poboacións para os caracteres de interese. O noso traballo de investigación incluíu tres ensaios de procedencias europeas e españolas establecidos en campo, nos que se avaliaron principalmente caracteres relacionados con vigor, conformación e fenoloxía, e un ensaio de procedencias españolas cultivado en viveiro durante un período vexetativo e sometido a diferentes niveis de estrés hídrico co obxectivo de identificar a existencia de adaptacións á seca. Tamén se avaliou o papel da selección natural de varios caracteres comparando os resultados do estudio adaptativo en procedencias españolas con marcadores moleculares neutros. A mellora xenética realizada C. sativa centrouse ata o momento na selección de individuos resistentes as enfermidades de tinta e cancro con boas características forestais mediante hibridación inter-específica de castiñeiro europeo con especies asiáticas. Sen embargo, a pesar do abundante traballo realizado, quedan varias áreas de mellora por cubrir e ademais, sábese pouco dos mecanismos de control xenético (aditivo e non aditivo) da resistencia a enfermidades, o crecemento ou a aptitude á propagación. Por ditos motivos, o Centro de Investigación Forestal de Lourizán puxo en marcha no 2010 o Programa de Innovación e Mellora Xenética Forestal de Galicia no que C. sativa foi incluída como especie obxectivo. Na actualidade, o plan céntrase principalmente na conservación de recursos xenéticos e no establecemento dunha Poboación Élite a través de cruzamentos controlados entre individuos seleccionados polas súas boas características de crecemento, calidade de madeira, resistencia ó frío e a seca, e resistencia a enfermidades. No noso estudio avaliáronse 36 proxenies procedentes de árbores superiores da zona Atlántica de Galicia establecidas nun ensaio de campo no 2002. A análise de dita avaliación permitiu o plantexamento de novas estratexias de selección orientadas a produción de madeira. Por outra banda, nun ensaio establecido en viveiro, tamén se levou a cabo o estudo de clons derivados de 16 cruces controlados entre parentais seleccionados por a súa resistencia a enfermidades e a súa calidade de madeira para o establecemento da Poboación Élite. O coñecemento dos compoñentes aditivo e non aditivo da varianza xenética resultantes deste estudio permitiu avaliar diferentes estratexias de propagación que, xunto con outros estudios relacionados, conformarán as liñas de traballo definitivas para o desenrolo do Plan de Mellora do Castiñeiro definido para Galicia. [-]
 
Sweet chestnut (Castanea sativa Miller) has a circum-Mediterranean distribution covering 2.53 million hectares in Europe. The species is an important broadleaved tree that has traditionally been highly valued for its wood and nuts. Despite the obvious domestication of the species since, several studies about populations indicate the existence of differentiation in adaptive traits, as the annual growth rhythm or vigor. This fact is also corroborated by studies of nuclear molecular markers that indicate the existence of different genetic pools with clear geographic patterns. Ink (Phytophthora cinnamomi) and blight (Cryphonectria parasitica) diseases are the main problems that this species faces from decades. Nowadays, the chestnut gall wasp plague (Dryocosmus kuriphilus) also adds to these problems. Some outbreaks of this plague have been detected for first time in Galicia in 2012. In genetic forestry, the study of the genetic variability of a species and the knowledge of its geographical variation for certain adaptive traits are of great interest for initiating conservation and ... [+]
Sweet chestnut (Castanea sativa Miller) has a circum-Mediterranean distribution covering 2.53 million hectares in Europe. The species is an important broadleaved tree that has traditionally been highly valued for its wood and nuts. Despite the obvious domestication of the species since, several studies about populations indicate the existence of differentiation in adaptive traits, as the annual growth rhythm or vigor. This fact is also corroborated by studies of nuclear molecular markers that indicate the existence of different genetic pools with clear geographic patterns. Ink (Phytophthora cinnamomi) and blight (Cryphonectria parasitica) diseases are the main problems that this species faces from decades. Nowadays, the chestnut gall wasp plague (Dryocosmus kuriphilus) also adds to these problems. Some outbreaks of this plague have been detected for first time in Galicia in 2012. In genetic forestry, the study of the genetic variability of a species and the knowledge of its geographical variation for certain adaptive traits are of great interest for initiating conservation and improvement activities. Studies of geographic variation are performed in provenance trials. The evaluation of these trials allows to estimate the portion of variability between populations and the additive genetic variance within populations for different traits of interest. Our study included three provenance-progeny field trials of European and Spanish populations, in which caracteres related to vigor, conformation and phenology were evaluated, and a provenance trial of Spanish populations established in a nursery during a vegetative period and subjected to different levels of water stress to identify the existence of adaptations to drought. The role of natural selection for several characters was also evaluated by comparing the results of the adaptive study in Spanish populations with neutral molecular markers. Until now, the chestnut breeding has been focused on the selection of individuals resistant to ink and blight diseases with other good characteristics by interspecific hybridization of European chestnut with Asian species. However, despite the abundant work in chestnut breeding, several areas of improvement remain to be covered and, in addition, there is little information about the mechanisms of genetic control (additive and non-additive) for disease resistance, growth or the ability to spread. For these reasons, the Forestry Research Center of Lourizán launched in 2010 the Forest Innovation and Breeding Program of Galicia, in which C. sativa was included as a target species for improvement. The breeding plan is currently focused on the conservation of genetic resources and on the development of an Elite Population through controlled crosses between individuals selected for their good characteristics of growth, wood quality, resistance to cold and drought, and resistance to diseases. In our study, 36 progenies obtained from plus trees selected in the Atlantic area of Galicia were evaluated in a field trial established in 2002. The analysis of this evaluation allowed the development of new selection strategies oriented to the production of wood. On the other hand, a study of clones derived from 16 controlled crosses among parents selected mainly for their resistance to diseases and their quality of wood was also carried out in a nursery trial for the establishment of the Elite Population. The knowledge of the components of the genetic variance, both additive and non-additive, resulting from this study allowed the evaluation of different propagation that, together with other related studies, will form the definitive lines of work for the development of the Chestnut Breeding Program defined for Galicia. [-]

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