Genetic and environmental control of microfibril angle on Eucalyptus wood : its effects on wood traits and implication for selection

par Paulo Ricardo Gherardi Hein

Thèse de doctorat en Mécanique et Génie civil

Sous la direction de Joseph Gril.

Le président du jury était Loic Brancheriau.

Le jury était composé de Gilles Chaix, José Tarcísio Lima, Kambiz Pourtahmasi.

Les rapporteurs étaient Philippe Rozenberg, Jean-Michel Leban.

  • Titre traduit

    Contrôle génétique et environnemental de l'angle des microfibrilles dans le bois d'Eucalyptus : effets sur les propriétés du bois et implication pour la sélection


  • Résumé

    Le contrôle génétique et l'environnemental de l'angle des microfibrilles (MFA), les corrélations génétiques du MFA avec d'autres caractères du bois et de croissance, et par conséquent les implications pour la sélection sont très peu documentés pour les Eucalyptus. Les objectifs de cette étude étaient d'établir la variation spatiale du MFA, de la densité du bois (ρ) et de sa rigidité (E); de déterminer les relations entre MFA et propriétés du bois et enfin d'estimer le contrôle génétique et environnemental des caractères du bois et de la croissance dans le cadre de tests clonaux et de test de descendances d'Eucalyptus au Brésil et au Congo. Méthodes classiques, résonance, diffraction des rayons-X et la spectroscopie proche infrarouge ont été combinées pour évaluer les propriétés du bois. La variation du MFA représente 44% de la variation du module spécifique (E/ρ) du bois. La densité du bois est le principal déterminant de la rigidité et de la résistance du bois alors que le MFA joue un rôle secondaire. Les estimations de l'héritabilité sont de modéré à élevées pour le MFA, ρ, E, la lignine de Klason (KL) et les caractères de croissance, selon la position spatiale et le dispositif expérimental. Le contrôle génétique du MFA, ρ et E et leurs corrélations génétiques avec KL et la circonférence à 1.3 mètre des arbres varient avec l'âge. Les résultats suggèrent que les arbres à forte croissance sont génétiquement plus aptes à produire du bois de faible densité et un MFA plus faible pour assurer la rigidité du bois nécessaire à leur développement. La plupart des propriétés du bois sont génétiquement corrélées négativement avec la croissance, bien que corrélations génétiques favorables entre propriétés du bois sont observés. Les corrélations génétiques et environnementales sont parfois de signes opposés selon les caractères considérés. Ceci peut s'expliquer par l'effet pléiotropique des gènes et/ou par le déséquilibre de liaison. Les conséquences de ces résultats sur les stratégies de sélection sont discutées selon l'usage final du bois d'Eucalyptus.


  • Résumé

    The genetic and environmental control of microfibril angle (MFA), the genetic correlations with other wood and growth traits, and therefore the implications for selection are poorly documented for Eucalyptus. Thus, the objectives of this study were to determine the spatial variation of the MFA, wood density (ρ) and stiffness (E); to determine the relationship between MFA and wood traits and finally to estimate the genetic and environmental control of wood and growth traits from clonal and progeny tests of Eucalyptus in Brazil and Congo. Conventional methods, resonance, X-ray diffraction and spectroscopy were combined to evaluate the wood properties. MFA variation accounted for 44 percent of the variation in specific modulus (E/ρ) of wood. The ρ was the prime determinant on wood stiffness and strength while the MFA played a secondary role. The heritability estimates were moderate to high for the MFA, ρ, E, Klason lignin (KL) and growth traits according to the spatial position and the experimental design. Genetic control of the MFA, ρ and E and their genetic correlations with KL and circumference of 1.3 meters of trees varied with age. The results suggest that tree with potential to grow fast are genetically more likely to produce low ρ and also to decrease the MFA for ensuring stiffness required for their development. Most wood properties were genetically negatively correlated with growth, although favorable genetic correlations between many wood traits were observed. Genetic and environmental correlations were sometimes of opposite signs according to the considered trait. This can be explained by the pleiotropic effect of genes and / or linkage disequilibrium. The implications of these findings for selection strategies are discussed according to the final use of Eucalyptus wood.

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