Hazai nyárak populációgenetikai és élettani vizsgálata az erdészeti célú felhasználás fejlesztése céljából = Population genetic and physiological investigation on native poplars for development of silvicultural application

A pályázati munka során 11 tájegység 32 populációjában jelöltünk ki fehér, rezgő és szürke nyár mintafákat. A mintázott 931 egyedből 409-et vontunk be a genetikai vizsgálatokba. Az elvégzett RAPD, PCR-RFLP és SSR vizsgálatok során megállapítottuk, hogy a kiválasztott markerek alkalmasak az alapfajok egyedeinek taxonómia elkülönítésére, az SSR vizsgálat pedig a hibridizáltság mértékének megállapítására a szürke nyár esetében. Az egyes populációk genetikai diverzitását kifejező mutatóinak összevetése során megállapítottuk, hogy az alapfajok azon populációi mutatják a legmagasabb változatosságot, amelyek az ökológiai szempontból a faj optimálishoz közelebb álló termőhelyein találhatók. A molekuláris variancia forrása valamennyi vizsgálati metodika esetében a populációkon belüli változatosságra volt döntő mértékben visszavezethető. Az összehasonlító növényélettani vizsgálatok célja négy nyár faj eltérő gyökeresedési hajlamának a hátterében álló okok és azok lehetséges befolyásolásának a megállapítása volt. A klónok között a nem-strukturális szénhidráttartalomban eltérés nem mutatkozott, nem befolyásolta a gyökeresedést a dugványok eredeti helyzete és vastagsága sem. Az alkalmazott auxin kezelések a gyökeresedést nem fokozták, az auxin transzport gátlása viszont jelentősen csökkentette. Pozitív hatást az etilénszintézis fokozásával értünk el. Az eredmények alapján a nyár fajok közötti gyökeresedési különbség az eltérő etilén szintre vezethető vissza. | In the frame of the research project 32 populations in 11 regions of Hungary were mapped during the last 4 years in order to inventory the genetic diversity of white poplar, trembling aspen and grey poplar. 409 individual out of the 931 trees sampled were analysed using RAPD, PCR-RFLP and SSR markers. We were able to distinguish between the three species with all the three marker types and the proportion of parent species in grey poplar individuals were also detected. Diversity indices showed the highest values in the populations which grow on ecologically optimal habitats. The Analysis of Molecular Variance (AMOVA) signed moderate variance among regions and relatively high proportion of diversity within populations. The objectives of our comparative physiological investigation on four poplar species were to determine the reasons for their different adventitious rooting abilities and to try to improve them. There were no significant differences in non-structural carbohydrate contents among the clones, and had no effect of the original position and diameter of cuttings on rooting. Root formation could not be enhanced by the applied auxin treatments however it was remarkably reduced by the inhibition of auxin transport. Enhancement in rooting could be only achieved by the increase of ethylene synthesis, accordingly the difference in rooting ability of poplar species can be attributed to the different ethylene level of cuttings

The Challenge of Mobilizing the Unused Wood Stock Reserve to Foster a Sustainable and Prosperous Hungarian Forest Industry

Woody biomass is a key raw material of the circular bioeconomy, and its use can contribute considerably to achieving sustainability goals and carbon neutrality. The use of timber can foster climate change mitigation through long-term carbon storage and through the substitution of fossil products and fossil fuels. Sustainable forest management is meant to balance the contradictory goals of economic efficiency and nature conservation with careful planning and foresight. Consequently, it is important to assess the amount of timber that can be harvested without compromising sustainability. In our study, we examined the amount of wood stock accumulated in overmature stands in Hungary. Overmature stands are defined as those stands where the actual age of the stand is over its cutting age prescribed by the Forest Authority. 11.5 % of the standing volume in Hungary is overmature, and the wood stock of overmature stands has increased by more than 250 % in the last 40 y. Our results point out that a significant surplus of timber ripe for cutting is stored in overmature stands. The importance of this unused wood stock reserve is enormous, as it is a basis for meeting the growing timber demand in a sustainable way. In our study, we present the most important characteristics of the overmature black locust (Robinia pseudoacacia), which stands as a representative example. The authors conclude that the mobilization of the unused wood stock reserve and the utilization of the additional harvest possibility will be among the most important challenges of the Hungarian forest industry in the upcoming decades. The harvesting potential could be unlocked by professional integration and technical assistance provided to forest managers and wood industry enterprises based on GIS applications. Geographically explicit information on the amount and value of wood stocks available for harvest could be a basis for creating a new type of entrepreneurial culture and new ways of providing forest-related services

Review of investigation of variability of nad1 gene intron B/C of mitochondrial genome in Scots pine (Pinus sylvestris L.)

Background and Purpose: Scots pine (Pinus sylvestris L.) is the most extensively distributed pine, covering the whole Eurasian continent. The detection of genetic variability of Scots pine is of greate importance from the evolutionary point of view as well as for genetic conservation. Mitochondrial genome in Scots pine is maternally inherited and dispersed through seeds. Molecular studies have indicated high genetic diversity in Scots pine genome, allowing the detection of variation between and within population. Mitochondrial genome possesses variable regions in the gene encoded NADH dehydrogenase. The variable region is nad1 B/C intron. The different haplotypes of nad1 B/C intron allowed confirming the Iberian refugia in Holoecen and confirming the genetic diversity between different stands of Scots pine in Poland. The purpose of this study was to find out the genetic variability of nad1 B/C intron in two International Scots pine provenance experiments and native Scots pine provenance in Croatia in order to detect multiple origin and haplotype variation between provenances. Material and Methods: The samples of Scots pine were taken from two International experiments of provenances, one established in Croatia (22 provenances) and the other established in Hungary (20 provenances) and Croatian native provenance (Forest office Vrhovine, Forest administration Gospić). The samples of needles were collected from randomly chosen trees of each provenance. Eight samples per provenance were collected for haplotype analyses. DNA was extracted and amplified with specific primers for nad1 B/C intron of the mitochondrial DNA. PCR products were analyzed using agarose gel electrophoresis and capillary electrophoresis on the bioanalyzer Agilent 2100. Results and Conclusion: We investigated samples from 42 provenances of Scots pine that originated from a broad range in Eurasia and were included in two international provenance experiments, and samples from native Croatian population. A total of 344 individual trees of Scots pine were analyzed. The datawere analyzed by agarose gel electrophoresis and by capillary electrophoresis. We did not detect variability in mitochondrial nad1 B/C region in analyzed samples. All analyzed samples were haplotype a. Based on our data, we could conclude that none of the tested samples originated from the Iberian glacial refugia. All tested samples could have the origin in glacial refugia placed in Mediterranean, Balkan region or in the northeastern Europe. More variable region of the nuclear DNA and themitochondrial DNA should be tested on a greater number of samples to obtain more informative data

The Re-parametrization of the DAS Model Based on 2016-2021 Data of the National Forestry Database: New Results on Cutting Age Distributions = A DAS modell újra paraméterezése az Országos Erdőállomány Adattár 2016-2021 közötti adatainak alapján: a vágáskor eloszlásokra vonatkozó új eredmények

This paper presents the DAS forest model (Distributions Applied on Stands model), a forest stand-based model suitable for projecting standing volume, increment, harvest, and carbon sequestration on the stand, regional, or country levels. The forest subcompartment is the modelling unit of the DAS model, which uses National Forestry Database (NFD) data, including geospatial data. The model is suitable for further processing spatially explicit input parameters such as climate change forecasts. The model output is also georeferenced and can be further processed using GIS software. The model handles the data of approximately 600,000 forest subcompartments. Data on tree species, origin, age, growing stock, increment etc. of each subcompartment are stored in “tree-species rows”, which are the sub-units of the model. The DAS model simultaneously processes the data of 1.2 million tree species rows and describes their development in time. It uses parameters based on the actual processes of the reference period. It also uses empiric cutting age distributions and a regeneration matrix derived from historic NFD data. The ForestLab project (TKP2021-NKTA-43) is currently engaged in the re-parametrization of the model based on 2016–2021 data. This study discusses the functions of the harvesting ratio distribution in the modelling process and in determining the subcompartments selected for harvest. The paper presents the latest results regarding the 2016–2021 cutting age distributions and the preparation of the new set of species-specific and yield class-specific average harvesting ratio distributions. Cikkünkben bemutatjuk a DAS modellt (Distributions Applied on Stands model), mely egy erdőrészlet alapú erdőállomány prognózis modell, amely alkalmas az élőfakészlet, a növedék, a kitermelt elő- és véghasználati fatérfogat és a szénmegkötés előrejelzésére erdőrészlet szinten, valamint regionális és országos szinten is. A modell az Országos Erdőállomány Adattár adatait használja. Alkalmas térben explicit input-paraméterek fogadására (pl. klímaváltozási előrejelzések) és az eredmények térképi megjelenítésre is, így azok térinformatikai szoftverekkel feldolgozhatóak. A modell kb. 600 ezer erdőrészlet és 1,2 millió fafajsor adatait kezeli. A szabályzó paramétersorok a referencia-időszak ténylegesen tapasztalt folyamatain alapulnak: a modellben valós vágáskor-eloszlások és valós felújítási viszonyok működnek, azaz a modell historikus adatokból levezetett véghasználati- és felújítási mátrixokat használ. A modell újra paraméterezése a 2016-2021 időszak historikus adatainak felhasználásával jelenleg zajlik az ErdőLab projekt (TKP2021-NKTA-43) keretében. Cikkünkben ismertetjük a véghasználati hozami terület arányok eloszlásának funkcióját a modellezési folyamatban és a véghasználatra kerülő terület meghatározásában. Emellett bemutatjuk a 2016-2021-es időszak vágáskor eloszlásaira vonatkozó legfrissebb vizsgálatunkat, és a modell újra paraméterezéséhez használt új fafaj- és fatermési osztály specifikus véghasználati mátrixok előállítása során elvégzett munkát

Nemesnyár klónok faanyagtani jellemzőkhöz köthető génjeinek genetikai változatossága = Allelic variation in candidate genes associated with wood properties of cultivated poplars

A nemesnyárak kiemelkedő gazdasági jelentőséggel bírnak. A bemutatott vizsgálat legfőbb célja egy olyan kutatási metodika ismertetése, amely a faanyag tulajdonságaiért felelős kulcsenzimek kódoló régióinak azonosításából indul ki, bemutatva a genomikai alapokra helyezett nemesítési technológiákban rejlő lehetőségeket. A vizsgálatunk első szakaszában 24 különböző, a faanyagképződés szempontjából releváns enzim kódoló régiójára terveztünk primerpárokat. Összesen 55 saját fejlesztésű primerpárt teszteltünk, 47,27%-os sikerességgel. Ezután nyolc enzimet választottunk ki részletesebb elemzésre hét nyárfaj és 11 hibrid klón bevonásával, összesen 23 nyár genotípus vizsgálata révén. A kiválasztott enzimek egy része a lignifikáció folyamatában vesz részt (COMT, CCoAOMT, SAMS), egy másik csoport a K+-függő xylogenezis során tölt be kulcsszerepet (Kt, ptk2, SKOR), míg a harmadik csoport (endo-1,4-b-xylanase, Araf-ase) a mikrofibrilla szög alakulásához köthető. A sikeresen amplifikált és azonosított 13 markerrégió révén összesen 188 szekvenciát elemeztünk és 90 SNP-t azonosítottunk. Értékeltük a polimorf helyek számát, a nukleotid diverzitást, az inszerciók/deléciók számát, az SNP-k típusát, a rekombinációs események minimális számát, illetve azonosítottuk a konzervatív szakaszokat. Eredményeink bemutatása során részletesen tárgyaljuk a vizsgálatban rejlő alkalmazási lehetőségeket

Small-scale variability in phenological, leaf morphological properties and isoenzyme pattern of sessile oak complex (Lepidobalanus sub-genus) in a sessile oak-Turkey oak forest stand

K

Mezővédő fásításokból származó karbonkredit-bevétel becslése

The land use sector is a priority area for climate mitigation efforts, as the carbon sequestration capacity of ecosystems not only offers opportunities for reducing emissions but also for carbon sequestration farming. The voluntary carbon market regulated by the EU Carbon Removals and Carbon Farming (CRCF) Regulation offers new revenue opportunities for farmers and forest managers. The establishment of field protection afforestation is included in the agroforestry activities according to the CRCF Regulation, and the carbon sequestered in the biomass of the afforestation and in the soil can also be traded on the voluntary carbon market regulated by the Regulation. In our study, we projected the carbon sequestration of field protection afforestation planned at four locations until 2050. We also quantified the greenhouse gas (GHG) emissions generated during the installation and maintenance of the afforestation according to the CRCF Regulation protocol. Based on this, we determined the carbon sequestration that can be accounted for and the expected carbon credit revenues. According to our results, the GHG emissions of the machines operating during the installation and maintenance of afforestation are negligible (only 0.6–0.8 percent) compared to the carbon sequestration in the biomass and soil. Thus, the installation of afforestation can be a profitable investment for forest managers and farmers on a relatively wide spectrum of production sites. Given that the installation of afforestation is financed by the Common Agricultural Policy (CAP), the revenues from the voluntary carbon market regulated by the CRCF Regulation represent an additional source of income