Plantacinei miškininkystei tinkamų tuopų hibridų ir klonų ekogenetinis plastiškumas ir adaptacija Lietuvos gamtinėmis sąlygomis

Abstract

Skirtingų tuopų hibridų ekogenetinis atsakas, ekogenetinis plastiškumas ir genetinė variacija priklauso nuo stresinio veiksnio pobūdžio (pavasario šalnos, vasaros sausros, UV-B spinduliuotės, šiltos žiemos), tuopų rūšių ypatybių ir prisitaikymo prie jų kilmės arealų aplinkos sąlygų. Darbo tikslas buvo ištirti tuopų hibridų ekogenetinį plastiškumą, genetinę variaciją ir prisitaikymą dabartinėmis Lietuvos gamtinėmis sąlygomis ties tuopų arealo Europoje šiaurine riba ir modeliuojamomis prognozuojamos klimato kaitos ir su ja susijusių stresorių poveikio sąlygomis hibridų ir klonų genetiniame lygmenyje. Tyrimų uždaviniai: Ištirti tuopų hibridų ypatybes, plastiškumą ir adaptacinių požymių genetinę variaciją skirtingomis gamtinėmis sąlygomis bandomuosiuose želdiniuose; ištirti tuopų hibridų bei klonų ekogenetinį plastiškumą ir adaptacijos galimybes esant šalnų poveikiui ir kokią įtaką tai daro jų augimo ritmui; nustatyti tuopų hibridų ir klonų jautrumą vasaros sausroms, kaip stresinio augimą limituojančio veiksnio poveikiui, ekologinių sąlygų rūšies kilmės vietos kontekste; ištirti skirtingų tuopų hibridų ir klonų jautrumą padidintai UV-B spinduliuotei bei sąryšį su klonų bendruoju jautrumu / plastiškumu; nustatyti skirtingų tuopų hibridų ir klonų ekogenetinį atsaką bei adaptacijos galimybes išvengiant šiltų žiemų keliamų augimo ritmo trikdžių; įvertinti kompleksinės selekcijos ir rajonavimo galimybes bei genetinę naudą. Tyrimai atskleidė, jog kloninių bandomųjų želdinių plotuose Lietuvos gamtinėmis sąlygomis didelis produktyvumas ir adaptabilumas būdingas 70 % tirtų hibridinių drebulių klonų ir tik 20 % tirtų hibridinių tuopų klonų. Stipriai išreikšta genotipo ir aplinkos sąveika (G × E) rodo nevienodą klonų ekogenetinį plastiškumą ir specifines ekologines preferencijas. Pagal kompleksą požymių atrinktus po 20 pranašiausių klonų, juos priskiriant trims atskiriems kilmės rajonams, gauta reikšminga genetinė nauda pagal svarbiausius selekcinius ūkinius ir adaptacinius požymius.

The ecogenetic response, ecogenetic plasticity and genotypic variation of different hybrids of poplars and aspens (Populus L.) depend on the type of stressors (spring frosts, summer drought, increased UV-B radiation, warm winters) and peculiarities of the cross-bred species as well as environmental conditions on the site of their origin. The aim of the study is to estimate the genotypic variation of adaptive traits and their ecogenetic plasticity and adaptability of Populus hybrids under Lithuanian environmental conditions at the northern margins of the natural distribution of poplars in Europe and under simulated conditions of the expected climate change. Objectives: to investigate performance and plasticity of Populus hybrids in different natural conditions of clonal trials and genotypic characteristics of adaptive traits; to investigate ecogenetic plasticity and adaptability of Populus hybrids and clones under impact of spring frost in relation to the growth rhythm; to determine the sensitivity of Populus hybrids and clones to summer drought as growth-limiting stress factor in the context of ecological conditions on the sites of species origin; to investigate the sensitivity of different Populus hybrids and clones to increased UV-B radiation and its relation to the overall sensitivity/plasticity of the clones; to identify ecogenetic response and adaptability of different Populus hybrids and clones to avoid growth rhythm disturbances caused by warm winters. In clonal trials under Lithuanian natural conditions, high productivity and adaptability were characteristic of 70% of the tested hybrid aspen clones and only of 20% of the tested hybrid poplar clones. A strongly expressed genotype-environment interaction (G × E) showed different ecogenetic plasticity and specific ecological preferences of the clones. Clonal selection of 20% intensity according to a complex of breeding indices and zoning best clones for three different provenance regions generate a significant genetic gain.