Response of Trifolium repens to UV-B radiation: morphological links to plant productivity and water availability

Resumo

Este estudo utilizou nove populações de Trifolium repens L. (trevo-branco) para investigar possíveis relações entre atributos morfológicos da planta e respostas à radiação ultravioleta-B (UV-B). As plantas foram expostas a 0 ou 13,3 kJ·m−2·dia−1 de UV-B por 12 semanas. A seca foi aplicada em paralelo a esses tratamentos durante as últimas 4 semanas do experimento para testar se a disponibilidade limitada de umidade alteraria as respostas morfológicas de UV-B. O UV-B afetou a morfologia da planta em condições de boa irrigação, reduzindo o tamanho da folha em 15%, o número de folhas em 5% e o alongamento do estolão em 19%. O número de primórdios foliares na gema apical diminuiu 4% sob UV-B e 12% sob seca. Nas plantas expostas à seca, o tamanho da folha foi reduzido em 50%, o número de folhas em 30% e o alongamento do estolão em 60%. Além disso, a seca reduziu a área foliar específica (SLA) em 33% e aumentou a porcentagem de massa seca foliar (PDM) em 40%. A redução induzida por UV-B na biomassa da planta nas populações de T. repens foi associada a maior produtividade da planta e isso foi ainda relacionado ao maior tamanho da folha, bem como ao menor PDM. Em conclusão, os resultados sugerem que os atributos morfológicos que conferem rápido potencial de crescimento em condições produtivas carregam um custo na forma de menor acúmulo de biomassa sob UV-B.

Abstract

This study used nine populations of Trifolium repens L. (white clover) to investigate possible relationships between plant morphological attributes and responses to ultraviolet-B (UV-B) radiation. Plants were exposed to 0 or 13.3 kJ·m⁻²·day⁻¹ UV-B for 12 weeks. Drought was applied in parallel to these treatments during the last 4 weeks of the experiment to test whether limited moisture availability would alter morphological UV-B responses. UV-B affected plant morphology under well-watered conditions, reducing leaf size by 15%, leaf number by 5% and stolon elongation by 19%. The number of leaf primordia in the apical bud was decreased by 4% under UV-B, and by 12% under drought. In drought-exposed plants, leaf size was reduced by 50%, leaf number by 30% and stolon elongation by 60%. In addition, drought reduced specific leaf area (SLA) by 33% and increased leaf percentage dry mass (PDM) by 40%. UV-B-induced reduction in plant biomass in the T. repens populations was associated with higher plant productivity and this was further linked to larger leaf size as well as to lower PDM. In conclusion, the findings suggest that morphological attributes conferring fast potential growth under productive conditions carry a cost in the form of lower biomass accumulation under UV-B.