Parámetros genéticos e interacción genotipo x ambiente en el crecimiento de progenies reintroducidas y nativas de Pinus patula

Abstract

Pinus patula Schiede ex Schltdl. et. Cham., es una especie nativa de México ampliamente utilizada en plantaciones comerciales en diferentes regiones del mundo; la especie ha sido mejorada en el extranjero, y es necesario evaluar el material al ser reintroducido a su país de origen. Se comparó el crecimiento de 36 familias de medios hermanos seleccionadas en Colombia y Sudáfrica, reintroducidas en México (grupo R) y 36 familias de medios hermanos escogidas fenotípicamente en rodales naturales (grupo N), en dos sitios con ambientes contrastantes: Aquixtla, Puebla, a 2,930 m (S1) y Acaxochitlán, Hidalgo, a 2,260 m (S2). Se midió el diámetro normal, la altura total y el volumen del fuste a los siete y ocho años de edad, y la conformación del árbol y el número de verticilos a los ocho años. El crecimiento promedio de los árboles fue 25% mayor en S2. El grupo N fue superior en todas las variables en el S2 (e.g., 41.8 vs. 29.9 dm3 en volumen del fuste). En S1 no se encontraron diferencias en volumen del fuste entre los grupos (24.2 vs. 22.1 dm3). Las heredabilidades individuales (h2i) de las características fueron ligeramente superiores en S2 (de 0.21 a 0.32 en S2 vs. 0.16 a 0.24 en S1), pero la heredabilidad de las medias de familia (h2f) fue similar en ambos sitios. Las familias del grupo R tuvieron mayores valores de h2i en S1; pero en S2 los valores fueron similares en ambos grupos. Las correlaciones genéticas entre las características de crecimiento fueron altas y con una estructura similar entre sitios y grupos de familias (rg >0.71 en la mayoría de los casos); en ambos grupos, los árboles de mayor altura tuvieron mejor conformación y más verticilos, aunque las correlaciones fueron mayores en el grupo R. Los resultados indicaron que las familias reintroducidas no presentaron mayor crecimiento que las familias nativas, pero en ambos grupos existe una variación genética similar, con individuos y familias sobresalientes. En el análisis conjunto la h2i de las características resultó baja, con valores altos de la varianza de sitio x familias (σ2sxf). El efecto de la interacción genotipo ambiente (IGA) fue más importante en el grupo N que en el grupo R, lo que se reflejó en un mayor control genético y mayor valor de correlación genética tipo B (rB) para las características del crecimiento en el grupo R. Al excluir del análisis a las ocho familias más inestables en volumen del fuste a los 8 años, los valores de σ2sxf y la relación σ2sxf /σ2f disminuyeron notablemente y aumentó el valor de h2i y de rB en todas las características de crecimiento en los dos grupos de familias. La selección masal o familial con base en los datos del análisis conjunto ocasionaría una pérdida de la ganancia genética potencial de 3 y 14.8 % en volumen a los 8 años, respectivamente, debido al efecto de la IGA; sin embargo, al excluir del análisis a las familias más inestables, la pérdida en ganancia genética potencial en esta característica se reduce a 0.3 y 1.4 %, respectivamente. _______________ PARAMETERS GENETIC AND INTERACTION GENOTYPE X ENVIRONMENT ON THE GROWTH OF PROGENY REINTRODUCED AND NATIVE. ABSTRACT: Pinus patula Schiede ex Schltdl. et. Cham. is a native species from Mexico broadly used in forest plantations throughout the world. Even though the species has been genetically improved in several countries, introduction of improved germplasm to other regions, including the native range of the species, requires further evaluation before using it extensively in operational plantations. In this work, growth of 36 open-pollinated families selected in Colombia and South Africa (R group), and of 36 open-pollinated families phenotypically selected in natural stands of the species (N group), is compared at two test sites with contrasting environments [Aquixtla, Puebla, at 2,930 m (S1) and Acaxochitlán, Hidalgo, at 2,260 m (S2)]. Diameter at breast height (DBH), height, and stem volume at ages 7 and 8 years, and stem straightness and number of whorls at age 8 years were measured in both test sites. Mean growth of trees was 25 % higher at S2; mean of N group was superior to that of R group for all growth traits at S2 (e.g., 41.8 vs. 29.9 dm3 in stem volume at age 8), but no differences in stem volume were found between family groups at S1 (24.2 vs. 22.1 dm3 at age 8). Individual-tree heritability (h2i) of traits was slightly higher at S2 (0.21 to 0.32 at S2 vs. 0.16 to 0.24 at S1), but family-means heritability (h2f) was similar at both sites. Families of R group had higher h2i values at S1; but they were about the same for both groups at S2. Genetic correlations between growth traits were strong and with a similar genetic structure for both family groups at both sites (rg >0.71 in most cases); trees with higher growth had higher stem straightness and more whorls in both groups, but rg values were higher for R families. Results show that reintroduced families (R group) did not have superior growth than the native ones (N group), but there is substantial genetic variation in both groups, which can be used for family or individual-tree selection approaches to further improve these populations. In the pooled analysis, h2i of traits was low, with high values for the site x family variance component (σ2sxf). Effect of genotype by environment interaction (GEI) was more important in the N than in the R group, which was reflected in a higher genetic control and higher genetic correlation type-B (rB) values for growth traits in the R group. After excluding from the analysis the eight most unstable families for stem volume at 8 years of age, the values of σ2sxf, and the σ2sxf /σ2f ratio were notably reduced and values of h2i and rB increased for all growth traits in both family groups (R and N). Mass or family selection based on the pooled analysis would cause a loss in potential genetic gain in stem volume at 8 years of age of 3.0 and 14.8, respectively, due to the effect of GEI. However, exclusion of the most unstable families from the analysis would reduce the loss in potential genetic gain for this trait to 0.3 and 1.4 %, respectively.