Potential Gene Flow From Cultivated Poplar Into Native European Black Poplar (Populus Nigra L.) in Belgium

    Research output: ThesisDoctoral dissertation - Doctoral dissertation

    192 Downloads (Pure)

    Abstract

    De Europese zwarte populier (Populus nigra L.), ook zwarte populier
    genoemd, behoort tot de meest bedreigde boomsoorten van Europa en is de
    meest zeldzame inheemse boomsoort in België. Het is een typische soort voor
    rivieroeverbossen, m.n. de zachthout-ooibossen, die spontaan ontwikkelen op de oevers van grote rivieren. Ooibossen behoren tot de meest waardevolle
    ecosystemen in Europa (Rotach, 2004). Het behoud van de zwarte populier is
    niet enkel belangrijk vanuit het standpunt van natuurbehoud, de zwarte populier
    is ook economisch waardevol als genenleverancier in veredelingsprogramma’s
    van populier. De sterke achteruitgang van de zwarte populier vindt zijn oorzaak
    voornamelijk in de sterke reductie van zijn natuurlijke habitat, de ooibossen.
    Rivierbos moest wijken voor menselijke activiteiten, zoals rivierbeheer en
    landbouw, en de zwarte populier werd veelal vervangen door de sneller
    groeiende, gecultiveerde, hybride populieren zoals de canadapopulier (P. x
    canadensis). De alomaanwezigheid van de hybride populier wordt ook
    verondersteld een bedreiging te vormen voor de inheemse zwarte populier. De
    aanplantingen van cultuurpopulier omvatten een beperkt aantal genetisch
    verschillende klonen die grote hoeveelheden zaad of pollen verspreiden. Het
    onderling kruisen van cultuurpopulier met de inheemse zwarte populier (ook
    genetische pollutie genoemd) zou kunnen leiden tot het verlies van de zwarte
    populier als "zuivere soort". Bovendien kan er competitie optreden tussen de
    cultuurpopulier en de zwarte populier in de kolonisatie van geschikte
    standplaatsen. Niet enkel de hybride cultuurpopulier vormt mogelijks een
    bedreiging voor de zwarte populier, ook de kaarspopulier (P. nigra cv. Italica),
    een gecultiveerde zwarte populier, die over heel Europa is aangeplant, vormt
    vermoedelijk een bedreiging.
    Met dit proefschrift trachten we inzicht te verkrijgen in het potentieel
    gevaar van genenuitwisseling tussen cultuurpopulier en zwarte populier in het
    kader van het behoud van zwarte populier als zuivere soort in België.
    Een eerste voorwaarde opdat genenuitwisseling tussen twee
    windbestuivers zou kunnen plaatsvinden, is een overlapping in bloeitijdstip. In
    een eerste studie wordt de bloeitijd van een aantal klonen van P. nigra, P. nigra
    cv Italica en P. x canadensis bestudeerd. Een overlapping in bloeitijdstip tussen
    P. nigra en P. x canadensis is waargenomen en het bloeitijdstip blijkt in België
    bijgevolg geen barrière te vormen voor spontane hybridisatie. De kaarspopulier
    blijkt wel vroeger te bloeien dan de meeste autochtone zwarte populieren maar
    de bloeitijd vormt ook hier geen volledige barrière voor hybridisatie. Een grotere
    overlapping in bloeitijdstip tussen de kaarspopulier en autochtone zwarte
    populier is wel te verwachten in meer zuidelijke Europese gebieden. Ook kan de
    kaarspopulier zich voortplanten via bestuiving van hybride cultuurpopulieren in
    België.
    Om mogelijke genetische pollutie van de canadapopulier verder te
    onderzoeken, worden zaadloten, geoogst op vrouwelijke zwarte populieren,
    geanalyseerd. Dit gebeurt in twee verschillende studiegebieden: (i) in een
    gemengde populierenaanplanting waar zowel mannelijke zwarte populieren als
    mannelijke canadapopulieren de onderzochte moederbomen omringen en (ii) in
    een open landschap met sterk landbouwkundig karakter, waar de onderzochte
    moederboom omgeven is door vele canadapopulieren en geïsoleerd is van
    mannelijke soortgenoten. Op deze zaadloten wordt een vaderschapsanalyse
    uitgevoerd aan de hand van gecombineerde data van verschillende moleculaire
    merkers (isozymen, SSR’s, AFLP’s, de diagnostische STS-merker Win3 en een
    cpDNA-merker).
    In het eerste studiegebied wordt geen genetische pollutie van de
    canadapopulier in de nakomelingschap van de zwarte populier gedetecteerd,
    alhoewel het bloeitijdstip tussen de beide soorten in het studiegebied
    overlappend is. Deze resultaten bevestigen de resultaten van vorige studies,
    waar geen genetische pollutie werd vastgesteld in de nakomelingschap van
    zwarte populier, zelfs wanneer pollen producerende mannelijke canadapopulieren
    in de nabijheid aanwezig waren. In tegenstelling tot de resultaten in het eerste
    studiegebied (de gemengde populierenaanplanting) is er wel duidelijk genetische
    pollutie door de canadapopulier vastgesteld in de nakomelingschap van de
    zwarte populier die in het open landschap gelokaliseerd is. Dit is de eerste keer
    dat genetische pollutie in de nakomelingschap van zwarte populier is
    aangetoond.
    Het tweede studiegebied verschilde van het eerste en van deze uit vorige
    studies, in de afwezigheid van mannelijke zwarte populieren. Om de
    contrasterende resultaten te kunnen verklaren hebben we de hypothese van
    pollencompetitie bij zwarte populier vooropgesteld. Deze hypothese stelt dat, in
    een gemengde pollenwolk waar zowel pollen van de canadapopulier als van de
    zwarte populier aanwezig zijn, soorteigen pollen meer succes hebben in het
    bevruchten van een vrouwelijke zwarte populier dan pollen van de
    canadapopulier. Echter, indien geen soorteigen pollen aanwezig zijn, kunnen
    pollen van de canadapopulier toch bijdragen tot een succesvolle bestuiving van
    een zwarte populier. Deze hypothese testen we in een experimentele studie,
    waar gecontroleerde kruisingen worden uitgevoerd met pollenmengsels van
    zowel pollen van de zwarte populier als van de canadapopulier. De zaden,
    afkomstig van de zwarte populieren die bestoven zijn met de pollenmengsels,
    worden geanalyseerd met SSR merkers en een vaderschapsanalyse wordt
    uitgevoerd. De resultaten van deze experimentele studie bevestigen de
    hypothese van pollencompetitie tussen pollen van de canadapopulier en die van
    de zwarte populier bij de bestuiving van de zwarte populier. Dit kan ook
    verklaren waarom geen genetische pollutie wordt gevonden in het gemengde
    populierenbestand en waarom ook zeer weinig tot geen genetische pollutie wordt gerapporteerd in natuurlijke populaties zwarte populier.
    Op basis van deze resultaten worden enkele aanbevelingen die genetische
    pollutie bij zwarte populier kunnen beperken en kunnen bijdragen tot het behoud en herstel van de zwarte populier in België, geformuleerd.
    Original languageEnglish
    Place of PublicationGent
    Publisher
    Publication statusPublished - 27-Sep-2004

    Thematic list

    • Species and biotopes

    EWI Biomedical sciences

    • B004-botany

    Taxonomic list

    • poplar (Populus spp.)

    Policy

    • biodiversity policy
    • species directed nature management

    Geographic list

    • Flanders

    Technological

    • genetic technologies
    • identification
    • fieldwork (observations and sampling)

    Cite this