Verwandtschaftsbeziehungen innerhalb von Prüfgliedern in Herkunftsversuchen - Beispiel Buche (Fagus sylvatica L.)
Aus Herkunftsversuchen können wertvolle Informationen zu phänotypischen Merkmalsausprägungen und zur Anpassungsfähigkeit von Baumarten im Verbreitungsgebiet und unter verschiedenen Umweltbedingungen gewonnen werden. Das Saatgut für Herkunftsversuche oder Nachkommenschaftsprüfungen sollte dabei für den jeweiligen Ausgangsbestand repräsentativ sein, um die verschiedenen phänotypischen Merkmale in ihrer typischen Ausprägung und Variationsbreite zu erfassen. In dieser Studie wurden Stichproben aus sechs Nachkommenschaften aus einem Buchen-Herkunftsversuch (Fagus sylvatica L.) mit 14 hochvariablen nuklearen Mikrosatellitenmarkern genotypisiert. Die genetische Diversität erreichte in den Herkünften aus Österreich, Rumänien und Tschechien höhere Werte, mittlere Werte in den beiden Herkünften aus Deutschland und geringere Werte in der spanischen Herkunft. Zusätzliche Informationen wurden aus den Multilocus-Genotypen der Nachkommen durch die Rekonstruktion von Verwandtschaftsbeziehungen und der Elterngeneration mit einer effizienten Likelihood-Methode gewonnen. Die Software COLONY wurde eingesetzt, um die effektiven Populationsgrößen und die Anzahl der beteiligten Eltern zu ermittelten. Die Rangfolge der sechs Herkunftsnachkommenschaften bei den effektiven Populationsgrößen war hoch reproduzierbar, ebenso die gefundenen Halbgeschwisterfamilien. Die maximale Größe der Halbgeschwisterfamilien befand sich im Bereich zwischen 5 und 15 Individuen in Stichproben von 50 bis 55 je Nachkommenschaft. Aus engen Verwandtschaftsverhältnissen innerhalb der Nachkommenschaft kann eine kleinere effektive Populationsgröße abgeleitet werden, die trotz großer genetischer Diversität auftreten kann. Mögliche Ursachen für die unterschiedliche Repräsentativität der Prüfglieder werden in einer geringen Anzahl Erntebäume oder unausgewogenen Saatgutmengen vermutet.
Provenance trials are very important to answer questions in practical forestry as well in forest science, i. e., to estimate the adaptive capacity of tree species to climate change. Experimental plots in field trials have to correspond to the characteristic variation of phenotypical traits under the given environmental conditions and should be representative of the respective seed origin. For that reason, seed lots for provenance trials should represent the genetic variation of the particular populations. Six offspring samples derived from a beech (Fagus sylvatica L.) provenance trial were genotyped by 14 highly variable nuclear microsatellite markers. The within-population genetic diversity (based on mean values of single loci) shows high levels in the Austrian, in the Romanian, and in the Czech samples, medium levels in the two German samples and low levels in the Spain sample. Besides common variation parameters, additional information was derived from the reconstruction of sibships and of parental generation from offspring multilocus genotypes by an efficient likelihood approach. The software package COLONY was executed on experimental data to estimate effective population sizes and the number of inferred parents. The ranking of the six populations was highly reproducible in replicated runs and independent from parameter settings. Also, the discovered halfsib families were highly concordant. Maximum halfsib family sizes range from 5 to 15 in sample sizes from 50 to 55 per provenance offspring. For some offspring samples, the mean variation parameters from single marker loci do not fit together with the inferred parameters from multilocus genotypes. Small effective population sizes could be derived from a high number of sibships among offspring individuals, whereas large effective population sizes are derived from a small number of sibships in offspring samples. Several causes could explain these differences, among others a biased seed collection and a reduced representativeness in parental populations.
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