Ugrás a tartalomhoz

Erdészeti - természetvédelmi genetika

Mátyás Csaba

Mezőgazda Kiadó

A kvantitatív tulajdonságok korral változó genetikai kontrollja

A kvantitatív tulajdonságok korral változó genetikai kontrollja

Az erdőművelésben jól ismert jelenség a szociális helyzetben bekövetkező váltás, amelynek során korábban erőteljesen növekvő egyedek fokozatosan elvesztik előnyüket. Emiatt a túl korai V-fa jelölés (vagyis a legkedvezőbb tulajdonsággal rendelkező, visszahagyandó egyedek szelekciója) sok hibával terhelt.

A klón- és utódvizsgálati kísérletekben a növekedésmenet váltása ugyancsak megfigyelhető, egy jelentős különbséggel: mivel a genotípusok közötti versengés a kísérletekben korlátozható, a váltást nemcsak lefelé, hanem felfelé is megfigyelhetjük. Utóbbira zárt állományszerkezet mellett, erdőállományban csak kivételesen van lehetőség.

A növekedés ritmusában mutatkozó eltérések genetikai háttereként a genetikai szabályozás feltételezhető: az életkor függvényében a génexpresszióban változások állnak be. Kardinális génexpresszió-változás a fiatalkori (juvenilis, vegetatív) stádiumból az érettkori (maturus, magtermő) stádiumba való átlépés, amely sok fafaj esetében morfológiai, fiziológiai és beltartalmi változásokat idéz elő. Mátyás és Peszlen (1997) pl. nyár klónokra jól azonosítható különbségeket mutattak ki a juvenilis és érettkori faanyag-tulajdonságokra, amely határozott korhoz köthető. Egyes fa- és cserjefajoknál az érettkori állapot a levél- vagy kéregmorfológia és a koronaszerkezet változásán külsőleg is jól felismerhető (jellegzetes példa a borostyán termőkori elváltozása).

Korai szelekció megbízhatósága

A kvantitatív tulajdonságok korral változó genetikai kontrollja a fiatal korban megállapított értékek bizonytalanságát eredményezi. A kérdésnek elsősorban a korai szelekció szempontjából nagy jelentősége van. Azonos anyagon, különböző életkorban mért adatokra korrelációs mátrix számítható. A kor-korreláció segítségével a fiatalkori adatok előre becslésének biztonságára, az extrapolálás lehetőségére következtethetünk (Mátyás, 1975).

Irodalmi adatok és saját (19. ábra) megfigyelések alapján az állapítható meg, hogy a csemetekori adatok hosszabb előrebecslésre nem alkalmasak; ez megerősíti a csemeték méret-szelekciójának indokolatlanságát (l. a 9. fejezetben). A kor előrehaladtával a korreláció javul.

19. ábra - Magassági növekedés kor-korrelációs mátrixa juvenilis erdeifenyő-utódnemzedékekre, egy gödöllői kísérletben (Mátyás Cs., 1975)

Magassági növekedés kor-korrelációs mátrixa juvenilis erdeifenyő-utódnemzedékekre, egy gödöllői kísérletben (Mátyás Cs., 1975)


Kor-korrelációs függvényt először Lambeth (1980) publikált. Számos fenyőfaj utódvizsgálatának adatai alapján az alábbi összefüggést találta:

r = 1,02 + 0,306 LAR

ahol LAR értéke az idősebb (tm) és a fiatalabb (tj) kori adat hányadosának természetes logaritmusa:

LAR = ln [tm × tj1]

Aránylag szoros korrelációs értékeket találtak a lucfenyőnél is (l. a 75. táblázatot). Viszont a különösen nagy plaszticitást mutató bükk esetében Krahl-Urban eredményei arra intenek, hogy lassan növő lombos fafajok esetében a korai kiválasztás igen nagy bizonytalanságot rejt magában (13. táblázat).

13. táblázat - A korai magassági növekedés korrelációja a 42 éves kori mérettel Krahl-Urban bükk származási kísérletében (Kleinschmit, 1994)

Jellemző*

H3

H5

H7

H8

Hll

H17

H42

D42

H5

0,73**

H7

0,61**

0,77**

H8

0,30

0,46*

0,82**

Hll

0,19

0,42*

0,81**

0,94**

H17

0,32

0,47*

0,82**

0,74**

0,80**

H42

0,19

0,35

0,25

-0,01

0,01

0,24

D42

-0,03

0,05

-0,32

-0,45*

-0,45*

-0,21

-0,37*

V42

0,17

0,24

0,03

-0,09

-0,06

-0,06

0,49*

0,43**


* H3–H42: magasság 3-tól 42 éves korig; D42: átmérő 42 éves korban; V42: törzstérfogat 42 éves korban.

A csillagozás a szignifikancia-szintet jelzi.

Két tulajdonság esetében a korai vizsgálati eredmények kifejezetten csekély prognosztikai értékkel rendelkeznek: a mortalitás (megmaradás) és a faanyag-tulajdonságok. A megmaradást számos termőhelyi faktor és károsító hosszú éveken keresztül öszszeadódó hatása eredményezi: az évek során szignifikáns eltérések alakulhatnak ki. A faanyag tekintetében az előbb említett génexpresszió-váltás okozza a bizonytalanságot.

A variancia időbeni alakulása

A varianciakomponensek számítása révén a genetikai és környezeti változatosság arányainak alakulása időben is vizsgálható. A génexpresszió-változás, az állományszerkezet alakulása, és a mérési pontosság romlása (magasságmérésnél) a varianciaarányok eltolódásához vezet. Természetesen a variancia abszolút értéke a kor előrehaladtával rohamosan növekszik, a vizsgált jellemző (pl. magasság) növekedésével. A varianciakomponensek korral változó relatív arányait a 20. ábra mutatja be.

A 20. ábra szerint a magsúly (szomatikus) hatása (σ2s) 5 éves korig volt kimutatható, a kísérleti elrendezés elkülöníthető tényezője (σ2r), vagyis az ismétlések közötti termőhelyi különbségek hatása a korral nem változott. Az utódnemzedékek közötti különbségek (σ2f) képviselik a genetikai komponenst. A maradvány (hiba) ingadozása a növekedés jellegzetességeivel (pl. záródás hatása) és a mérési pontossággal is összefügg.

20. ábra - Egy gödöllői erdeifenyő utódvizsgálatban számított variancia-komponensek relatív (százalékos) arányának alakulása 4 és 13 éves kor között (magyarázat a szövegben)

Egy gödöllői erdeifenyő utódvizsgálatban számított variancia-komponensek relatív (százalékos) arányának alakulása 4 és 13 éves kor között (magyarázat a szövegben)