Genetic studies in natural populations of forest trees

Summary The present study deals with the genetic differentiation within a natural forest of Cryptomeria japonica. Needle leaves were collected from approximately 50 trees in each of three sites, called subpopulations I, II and III, located at the apices of a triangle. The distances from each other among these three subpopulations were 760 m or 1,300 m. It was found, by an electrophoretic study of peroxidase, that the mean number of isozyme bands exhibited per individual tree was 11.68 in I, 13.73 in II and 12.53 in III. The t-test revealed that the differences between I and II and between II and III were statistically significant. The frequency of occurrence of each band was compared among the subpopulations. It was found that the variation among the three subpopulations was statistically significant. Not a few papers dealing with the study of pollen dispersal in coniferous trees have been published so far. Some of the authors consider that the distance of pollen dispersal is short and gene flow among subpopulations within a forest seldom occurs, while others are of the opinion that pollen travels long distances and no effective isolation is possible within a forest. Findings from the present study support the former view. They show that subpopulations within a forest of Cryptomeria japonica are genetically differentiated from each other, i. e. Sewall Wright's neighbourhood size is small in Cryptomeria japonica.

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Zusammenfassung Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit der genetischen Differenzierung innerhalb eines natürlichen Waldbestandes von Cryptomeria japonica. Von drei als Subpopulation bezeichneten, in Dreiecksform angeordneten Standorten wurden Nadeln von jeweils etwa 50 Bäumen geerntet. Der Abstand der Sub-populationen voneinander betrug 760 bzw. 1300m. Mit Hilfe elektrophoretischer Untersuchung der Peroxydasen wurde gefunden, daß die durchschnittliche Zahl der Isozymbanden je Individuum 11.68 in I, 13.73 in II und 12.53 in III betrug. Der t-Test ergab eine signifikante Differenz zwischen I und II und zwischen II und III.Die Häufigkeit des Auftretens jedes Bandes wurde zwischen den Subpopulationen verglichen. Es wurde beobachtet, daß die Variation zwischen diesen drei Subpopulationen statistisch signifikant war.Es gibt nicht wenige Arbeiten, in denen über Untersuchungen zur Pollenverbreitung bei Koniferen berichtet wird. Einige der Autoren nehmen an, daß die Entfernung der Pollenverbreitung gering ist und daß der Genfluß zwischen Subpopulationen innerhalb eines Waldbestandes selten auftritt, während andere der Ansicht sind, daß Pollen über große Entfernungen verbreitet wird und eine wirksame Isolation innerhalb eines Forsts nicht möglich ist.Die Beobachtungen der vorliegenden Untersuchungen unterstützen die erste Ansicht. Sie zeigen, daß Subpopulationen innerhalb eines Waldbestandes von Cryptomeria japonica genetisch voneinander verschieden sind, d. h., daß Sewall Wright's Nachbarschaftsgröße bei Cryptomeria japonica klein ist.

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Contributions from National Institute of Genetics, Misima, No. 790.

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Researcher in Institute of Forest Genetics, Suwon, Korea, temporarily working in National Institute of Genetics, Misima.