Micro- and macro- site variants on genotype by environment interaction in Eucalyptus spp

Abstract

This thesis is the combination of three scientific papers addressing the same theme: The genotype by environment interaction (GE) between Eucalyptus spp. clones. The publications are also online in the journal Forest Ecology and Management, and can be accessed through the Digital Object Identifier (DOI) (indicated at the beginning of each chapter). The GE interaction is an extremely important aspect of any breeding program. Without it, little effort would be needed to identify the ideal genotypes for certain planting sites. In addition, a small number of cultivars would be fully recommended for the full range of available environments. This work aimed to bring both theoretical and observational features that causes GA, as well as propose an accurate method of recommending genotypes in continuous environments. Therefore, the first chapter demonstrates that competition between identical clones can be triggered by local environmental variants, and those clones with the highest competitive potential tend to be the most stand productives. This study refers to the understanding that natural forest features are also present in monocultures, indicating that competition, when properly managed, either by modeling or silvicultural formations, may contribute to increased forest productivity. The second chapter quantifies in terms of competition; site quality; and environmental heterogeneity, which of these factors lead to greater genetic differentiation, as well as higher yields. This chapter also addresses, in an original way, the interaction between these components within commercial stands and their relationships with forest productivity. Finally, in the third chapter, an elegant way of making genotypic recommendations with a high level of environmental detail is proposed, combining forest genetic improvement with Geographic Information Systems (GIS). Science is in a transition moment, in which countless modern tools are increasingly available. Silviculture and forest management provide scope for such innovations, both in the study of the complex biological interactions present in a growing forest, and in the optimization of resources aiming to increase the yield and quality of the timber products generated.Esta obra é o combinado de três artigos científicos que endereçam um mesmo tema: À interação genótipo por ambiente (GA) entre clones de Eucalyptus spp. As publicações também estão online na revista Forest Ecology and Management, e podem ser acessadas por meio do Digital Object Identifier - DOI (indicado no início de cada capítulo). À interação GA é um aspecto de suma importância em qualquer programa de melhoramento genético. Sem ela, poucos esforços careceriam ser feitos para identificar os genótipos ideais para certos locais de plantio. Além disso, um pequeno número de cultivares seriam totalmente recomendáveis para toda gama de ambientes disponíveis. Esse trabalho visou trazer tanto caracteristicas teóricas e/ou observacionais causadoras de GA, bem como propor uma método acurado de recomendação de genótipos em ambientes continuos. Em suma, o primeiro capítulo demonstra que a competição entre clones idênticos pode ser desencadeada por variantes ambientais locais, e aqueles clones com maior potencial competicional tendem a ser os mais produtivos do talhão. Este estudo remete à compreensão de que caracteristicas de florestas naturais estão também presentes em monocultivos, indicando que a competição, quando manejada corretamente, seja por modelos ou por formatações silviculturais, podem contribuir no aumento da produtividade florestal. O segundo capítulo quantifica em termos de competição; qualidade; e heterogeneidade ambiental, quais destes fatores acarretam maior diferenciação genética, bem como as maiores produtividades. Este capítulo também aborda, de forma original, a interação entre tais componentes dentro do talhão comercial e suas relações com a produtividade florestal. Finalmente, no terceiro capítulo, é proposto uma maneira elegante de realizar recomendações genotípicas com altíssimo nível de detalhamento ambiental, conjugando-se o melhoramento genético florestal com Sistemas de Informações Geográficas (SIG). A ciência encontra- se num momento de transição, em que inúmeras ferramentas modernas estão cada vez mais disponíveis. À silvicultura e o manejo florestal dão margem para aplicação de tais inovações, tanto no estudo das interações biológicas complexas presentes em uma floresta em crescimento, como na otimização de recursos visando aumentos no rendimento e qualidade dos produtos madeireiros gerados.