Elongation, rooting and acclimatization of micropropagated shoots from mature material of hybrid larch

Factors were defined for elongation, rooting and acclimatization of micropropagated shoots of Larix x eurolepis Henry initiated from short shoot buds of plagiotropic stecklings serially propagated for 9 years from an 8-year-old tree. Initiation and multiplication were on Schenk and Hildebrandt (SH) medium supplemented with 5 μM 6-benzyladenine (BA) and 1 μM indole-butyric acid (IBA). Stem elongation was obtained in 36% of the shoots on SH medium containing 0.5 μM BA and 63% of the remaining non-elongated shoots initiated stem elongation after transfer on SH medium devoid of growth regulators. Rooting involved 2 steps: root induction on Campbell and Durzan mineral salts and Murashige and Skoog organic elements, both half-strength (CD-MS/2), supplemented with 1 μM of both naphthaleneacetic acid (NAA) and IBA, and root elongation following transfer to CD-MS/2 medium devoid of growth regulators. Repeating this 2-step sequence yielded up to 67% rooted shoots. Acclimatization of plantlets ranged from 83% to 100%. Over 300 plants were transferred to the greenhouse; some showed plagiotropic growth

Processing of joint molecule intermediates by structure-selective endonucleases during homologous recombination in eukaryotes

Homologous recombination is required for maintaining genomic integrity by functioning in high-fidelity repair of DNA double-strand breaks and other complex lesions, replication fork support, and meiotic chromosome segregation. Joint DNA molecules are key intermediates in recombination and their differential processing determines whether the genetic outcome is a crossover or non-crossover event. The Holliday model of recombination highlights the resolution of four-way DNA joint molecules, termed Holliday junctions, and the bacterial Holliday junction resolvase RuvC set the paradigm for the mechanism of crossover formation. In eukaryotes, much effort has been invested in identifying the eukaryotic equivalent of bacterial RuvC, leading to the discovery of a number of DNA endonucleases, including Mus81–Mms4/EME1, Slx1–Slx4/BTBD12/MUS312, XPF–ERCC1, and Yen1/GEN1. These nucleases exert different selectivity for various DNA joint molecules, including Holliday junctions. Their mutant phenotypes and distinct species-specific characteristics expose a surprisingly complex system of joint molecule processing. In an attempt to reconcile the biochemical and genetic data, we propose that nicked junctions constitute important in vivo recombination intermediates whose processing determines the efficiency and outcome (crossover/non-crossover) of homologous recombination

Variabilité naturelle du mélèze. I. Mélèze d'Europe : bilan de 34 ans de test comparatif de provenances

Un bilan du plus ancien dispositif français de comparaison de provenances de mélèze d'Europe est présenté 34 ans après son installation. Comparés aux conclusions à 20 ans du réseau lufro (1re et 2e expériences internationales) dont il fait partie, les résultats de cette expérience confirment, dans des conditions écologiques originales (Bretagne), l'essentiel des conclusions générales qui en ont été tirées, à savoir la très grande variabilité génétique entre populations de mélèze d'Europe et la nette supériorité des provenances du Centre de l'Europe pour leur plasticité. Une sélection efficace des meilleures provenances pour la croissance en hauteur semble possible dès deux ans en pépinière. Des liaisons défavorables entre vigueur et forme de la tige ainsi qu'entre vigueur et infradensité du bois ont été observées au niveau provenance. La liaison est positive entre vigueur et proportion de duramen. En reboisement, seront donc recommandées : les provenances des Sudètes pour leur plasticité, leur forte croissance et leur résistance au chancre et celles de basse Autriche pour la qualité de forme des tiges. En revanche pour la qualité du bois, les provenances du Centre Pologne et alpines présentent un bois de plus forte densité comparées aux provenances des Sudètes. La provenance du Centre Pologne présente cependant dans cette étude des performances contradictoires pour la vigueur et la forme des tiges. L'incidence de ces résultats sur l'évolution des recherches dans le cadre du programme d'amélioration des mélèzes est brièvement discutée.Genetic diversity in larch. I. Results of 34 years of provenance testing with European larch. A number of growth, stem form and wood quality characteristics were evaluated in a comparative provenance trial with European larch planted in Brittany (northwestern France) in 1959. Results are in good agreement with those summarized at 20 years from the 2 international larch provenance IUFRO experiments; that is, the high genetic variability between European larch populations and the general broad adaptability of central European provenances. At the provenance level, negative correlations between vigour and stem form on one side and between vigour and wood density on the other have been observed while positive correlations were recorded between growth and heartwood proportion for which a SW-NE gradient was observed. Efficient ranking of provenances could have been performed as early as at 2 years in the nursery for selection for total height. The best compromise for reforestation is as follows: the Sudetan populations for their good adaptability, fast growth, resistance to canker but not for their poor stem form, and provenances from the southeastern Alps in lower Austria for their moderate growth but excellent stem form. But for high wood density, central Poland and Alpine populations should be preferred compared to Sudetan ones. However, some surprising and contradictory results have been recorded in this study for the population from central Poland (moderate to poor growth, good stem form, high wood density) and central and northern Alps. Some development of the breeding programme with European larch is briefly suggested

Variabilité naturelle du mélèze. II. Mélèze du Japon : bilan de 36 ans de test comparatif de provenances

Les performances à 36 ans de 12 provenances de mélèze du Japon parmi les 25 testées dans le réseau international lufro sont présentées à partir du plus ancien dispositif français installé en Bretagne. Comparé à son homologue européen, le mélèze du Japon est caractérisé par une variabilité naturelle très réduite pour la plupart des caractères d'intérêt économique. De plus, cette variabilité a une structuration complexe. Elle ne semble ni clinale, ni écotypique, ni liée aux régions de provenance mais plutôt réparties entre peuplements comme l'indiquent certaines études. Pour certains caractères comme la rectitude de la tige et la grosseur de branchaison, une forte variabilité intra-population est également observée alors qu'elle demeure faible pour la vigueur et les propriétés physiques du bois. Une forte instabilité des performances dans l'espace (interaction provenance-site) et le temps (liaison jeune-adulte) est également notée. L'intérêt du mélèze du Japon dans le programme d'amélioration génétique des mélèzes en France est dès lors limité à l'hybridation interspécifique avec le mélèze d'Europe. Dans ces conditions, le risque d'erreur dans le choix d'une provenance particulière pour le reboisement semble limité et seules les provenances du sud de l'aire et au-dessus de 1 800 m seraient à déconseiller. Les peuplements semenciers classés français ou européens peuvent être considérés comme une bonne source d'approvisionnement en graines.Genetic diversity in larch. II. Results of 36 years of provenance testing with Japanese larch. Growth, stem form, branching and wood characteristics of 12 provenances (among 25 tested in the international IUFRO provenance trial) were evaluated in a provenance test planted in northwestern France (Brittany) in 1959. Compared to European larch, Japanese larch has a limited genetic diversity for most economic traits. Provenance variation is neither clinal, nor ecotypic. Variation between main geographic zones of origin seems also rather weak. As suggested by several authors, stands within provenances could be a main source of variation. For traits such as stem form or branch thickness, individual tree variability is important but not for growth or physical wood properties. Strong G x E interaction is reported in several studies as well as rather weak juvenile-mature correlations, which makes provenance selection difficult. Japanese larch role will be limited in the French tree improvement programme to interspecific hybridization with European larch. No particular native provenances are recommended for reforestation. Based on literature results, the only exclusion should concern at most provenances from the southern part of the natural range and above 1800 m. French and west European selected seed stands can be considered as a good source of reforestation material

Performance of vegetatively propagated Larix decidua, L kaempferi and L laricina hybrids

Interspecific hybridization between the tamarack and the Japanese and European larches was attempted. Successful crosses between the tamarack and the Japanese larch as well as the 3-way hybrid (tamarack crossed to European x Japanese larches) were obtained for the first time in France but on a limited scale. Hybridization with tamarack seems possible but rather difficult due to differences in phenology and reproduction potential. Hybrid clones were successfully propagated by stem cuttings with high rates of rooting and a good quality of the root system, especially for the tamarack and its hybrids. Field performances at 8 years reveal that even if their initial growth is vigorous is absolute terms, neither the tamarack nor its hybrids could compete with the hybrid Larix decidua x L kaempferi for both growth and stem form. One exception is the 3-way hybrid L laricina x (L decidua x L kaempferi) which can be advantageously compared to the latter. An additional advantage could be its expected greater tolerance of wet soils. Nevertheless, its creation appeared to be difficult. So far, the hybrid L decidua x L kaempferi seems to be best for reforestation.Comparaison des performances de différents hybrides entre les mélèzes laricins d'Europe et du Japon multipliés végétatlvement. L'hybridization interspécifique offre à l'améliorateur des perspectives intéressantes pour la création variétale, notamment pour la combinaison de caractères complémentaires favorables et par valorisation de l'hétérosis. Dans cette perspective, plusieurs croisements contrôlés entre le mélèze laricin (Larix laricina) - adapté aux sols hydromorphes - et les mélèzes d'Europe (L decidua) et du Japon (L kaempferi) ont été tentés, certains avec succès tels le croisement entre le mélèze laricin et le mélèze du Japon et celui de l'hybride triple (L laricina x (L decidua x L kaempferi)). Bien que possible, l'hybridation avec le mélèze laricin est rendue difficile par de très nombreux problèmes de floraison, entre autres : décalage phénologique, virescence, absence de pollen. Les différents hybrides obtenus ont ensuite été multipliés par bouturage horticole avec des taux d'enracinement élevés et une bonne qualité du système racinaire. En particulier, le bouturage du mélèze laricin et de ses hybrides se révèle encore plus facile que celui des hybrides entre le mélèze d'Europe et du Japon. Les premiers résultats en forêt à 8 ans montrent que malgré une croissance initiale très vigoureuse en termes absolus, ni le mélèze laricin ni son hybride avec le mélèze du Japon ne supportent la comparaison avec l'hybride L decidua x L kaempferi. Seul l'hybride triple apparaît prometteur avec une vigueur et une qualité de forme du fût comparables. Néanmoins, la difficulté de son obtention limite son intérêt pratique à moins qu'il ne se révèle plus tolérant à l'hydromorphie du sol que son parent hybride

Performance à 25 ans de quelques provenances de mélèze laricin (Larix laricina (Du Roi) Koch) sur sols hydromorphes

L'étude à 25 ans d'un test tri-stationnel de provenances de mélèze laricin montre la bonne adaptation de cette espèce (survie comprise entre 60% et 91 %) sur des sols hydromorphes considérés comme marginaux pour l'épicéa commun. Sa productivité moyenne estimée à 50 ans oscillerait entre 4 et 10 m3/ha/an suivant le site. Bien que le milieu de test soit la principale source de variabilité, des différences statistiquement significatives ont été mises en évidence entre provenances pour les principaux caractères étudiés. Hormis pour les caractères de qualité du bois, les performances des provenances apparaissent stables entre sites. Compte tenu des fortes liaisons juvéniles/adultes, il semble dès à présent qu'une sélection des meilleurs individus pour la vigueur à 25 ans soit fiable dès l'âge de 7 ans (depuis la graine). D'autre part, alors qu'au niveau provenance vigueur et infradensité ne sont pas liées défavorablement, il apparaît difficile de trouver des provenances à forte croissance et bonne forme du fût. Cependant, il est à noter que, quel que soit le site, le mélèze laricin souffre de défauts de forme sévères qui limitent son intérêt. Le choix des provenances pour le reboisement est brièvement discuté ainsi que l'incorporation de cette essence dans le programme d'amélioration génétique des mélèzes.Results at 25 years of a multisite provenance trial of tamarack in France. Eight provenances of tamarack from the southeastern part of its natural range have been compared on 3 waterlogged sites. Results at 25 years (from seed) are presented. The good adaptation of tamarak to wet soils is confirmed in this study as the survival varies from 60 to 91% and the yield class estimated at 50 years ranges from 4 to 10 m3/ha/year according to sites. Apart from site, which is the main source of variation, the provenances also differ significantly for most characters and are mainly stable over sites, except for wood quality traits. Due to high juvenile-mature correlations, selection for total height and stem volume at 25 years (from seed) is efficient as early as 7 years using total height. At the provenance level, vigour and wood density are not unfavourably correlated; in contrast, it is difficult to find provenances both vigorous and with a good stem-form quality. Nevertheless, whatever the site, tamarack suffers from severe stem-form defects, such as crookedness, which limit its interest compared to other larches. Choice of provenances for reforestation of waterlogged sites is discussed briefly as well as the place of tamarack in the larch breeding programme

Effect of vegetative propagation on field performance up to age 8 of hybrid larch (Larix × eurolepis) clones

More than 100 clones of hybrid larch (Larix x eurolepis) have been vegetatively propagated by stem cuttings and their behaviour under field conditions been examined in 2 clonal tests up to age 8 and 10 yr. Rooting rate was high (87%) but very variable from clone to clone. Transfer of rooted cuttings from greenhouse to the nursery remained a serious problem. No correlation between ortet vigour (total height at age 2 yr) and rooting ability could be found. Rooted cuttings behaved mostly like seedlings for both growth traits and stem form, at least when taken from young ortets (2 yr old). Age (2 compared to 16 yr) of donor plants seemed to have long-lasting effects (up to age 10 yr) on further growth of ramets. The genetic composition evolution of a fictive multiclonal variety was simulated up to age 8 yr. No major change in the representation of the component clones could be observed.Comportement en forêt à 8 ans de clones de mélèze hybride (Larix x eurolepis) multipliés par voie végétative. Une centaine de clones (expérience 1) et 21 autres clones (expérience 2) de mélèze hybride ont été multipliés végétativement par bouturage horticole et installés à Eclache (Puy-de-Dôme) et à Peyrat-Le-Château (Haute-Vienne). Le comportement des clones en forêt à 8 ans (et 10 ans pour l'expérience 2) a été étudié de manière à vérifier l'intérêt de la voie clonale, et en particulier le bien-fondé de certaines critiques formulées à l'encontre de la multiplication végétative. Il ressort de cette étude que : - le taux d'enracinement global est élevé (87%) mais varie notablement de clone à clone (37-100%). L'acclimatation des boutures enracinées en pépinière reste une opération délicate qui se traduit par des pertes en matériel importantes (± 50%) liées à un système racinaire insuffisant et à des conditions de repiquage sur le terrain trop sévères; - il ne semble pas y avoir de liaison entre la vigueur de l'ortet (sa taille) et son aptitude à l'enracinement; - le niveau de croissance des plants bouturés installés en forêt est très semblable à celui observé pour les plants issus de semis et la qualité de la forme des tiges est comparable, du moins lorsque le bouturage se fait à partir de pieds mères jeunes (2 ans); - l'âge des pieds mères semble avoir un effet durable sur la croissance ultérieure des ramets qui en sont issus. À 10 ans, les ramets issus de pieds mères jeunes (2 ans depuis la graine) conservent un avantage pour la croissance très net par rapport aux ramets tirés de pieds mères âgés (16 ans); - parmi les soucis majeurs posés par la multiplication en masse d'une variété clonale, une dérive- immédiate (lors du bouturage) mais aussi progressive (au cours de la vie du peuplement)—de sa composition génétique limiterait la diversité génétique initiale recherchée avec les risques que cela comporte. Une simulation de l'évolution au cours du temps (jusqu'à 8 ans) de la représentativité de chaque clone dans la variété clonale montre que dans le cadre de cette étude, les risques de dérive sont mineurs et acceptables. L'étude de l'intérêt économique de la voie végétative par rapport à la voie sexuée n'a pas été abordée dans cet article. Le niveau des gains génétiques attendus sera étudié par ailleurs