Genetic diversity and phenotypic variability of forest trees.

Diversite genetique et variabilite des caracteres phenotypiques chez les arbres forestiers

Antoine Kremer (1)

1 BORDX PIERR UR - Unité de recherches forestières

This paper presents a review of results available on levels and distribution of polymorphism in forest trees. A comparison is made between parameters referring to genetic markers (allelic richness, gene diversity and genetic differentiation coefficient) and those addressing quantitative characters (heritability, coefficient of genetic variation and differentiation). Definitions and relationships between the different parameters are outlined. It is shown that forest trees exhibit higher levels of gene diversity than other plants. Populations are highly differentiated for traits related to growth and phenology, whereas allelic frequencies of gene markers show low variation among populations. Levels of diversity and variability are interpreted in relation to the population sizes necessary for their maintenance. Concordance between levels of diversity and variability is only expected when population sizes have been reduced to less than a few hundreds in their recent evolutionary history. In a wide range of studies of diversity and variability, similar trends of variation were found for quantitative traits and marker genes. These were attributed to evolutionary footprints (related to glacial refugia), rather than to recent and convergent selective pressures. These results are discussed in the framework of a policy for gene conservation of forest trees.

Une revue des résultats obtenus sur le niveau et l’organisation du polymorphisme génétique au sein des arbres forestiers est faite dans cette contribution. Elle s’attache à comparer les valeurs de la diversité moléculaire, principalement isoenzymatique (richesse allélique, diversité de Nei, coefficient de différentiation entre populations) à la variabilité génétique de caractères quantitatifs (héritabilité, coefficient de variation génétique, coefficient de différenciation). Les définitions et les relations entre les différents paramètres sont données en exergue. En moyenne, les espèces forestières manifestent des niveaux de diversité intrapopulation très élevés par rapport aux autres plantes. Les populations sont très différenciées pour les composantes et la phénologie de la croissance, les caractères liés à la structure de l’arbre (forme et architecture). À l’opposé, les différences de fréquences alléliques entre populations restent toujours très faibles, alors qu’au niveau multilocus une structuration géographique se dessine. Les niveaux de diversité et de variabilité atteints dans les populations sont interprétés à la lumière des tailles de population nécessaires à leur maintien : il est montré qu’une variation parallèle entre niveaux de diversité et de variabilité ne peut être observée que si les populations ont connu une réduction de leur taille à moins de quelques centaines d’individus. La concordance entre structuration de la diversité moléculaire et organisation de la variabilité génétique, observée dans les études faites sur l’ensemble de l’aire de répartition d’une espèce, résulte plutôt d’événements évolutifs anciens (bottlenecks, séparation des pools génétiques dans les populations refuges) que des effets récents et convergents de la sélection naturelle. Enfin ces résultats sont discutés dans le cadre d’une définition d’une politique de conservation des ressources génétiques forestières.

Mots clés: GENETIQUE DES POPULATIONS; DIFFERENTIATION GENETIQUE

Domaines: Génétique

Antoine Kremer. Diversite genetique et variabilite des caracteres phenotypiques chez les arbres forestiers. Colloque BRG/INRA. Ressources génétiques animales et végétales. Méthodologies d'étude et de gestion, Sep 1993, Montpellier, France. ⟨hal-02845113⟩