Morphophysiological responses of newly planted eucalyptus seedlings tofluctuations in climatic conditions

Abstract

Global warming has increased the frequency and intensity of extreme climatic events, including prolonged droughts and heatwaves, posing significant challenges to forest ecosystems, particularly in tropical regions. In this context, we investigated the physiological, growth, and metabolic responses of commercial eucalyptus clones (Eucalyptus spp.) exposed to simulated combined drought and warming conditions. An integrative approach was employed, combining gas exchange measurements, growth and biomass assessment, biochemical profiling, accumulated heat degree- days (HDD), and multivariate statistical analysis. Tolerance to combined stress was associated with the ability to sustain photosynthetic performance under cumulative thermal load. Principal component analysis (PCA) clearly discriminated tolerant from sensitive genotypes, indicating that physiological stability under stress was closely linked to sustained stomatal conductance and carbon assimilation. The tolerant clone exhibited coordinated adjustments in carbon metabolism, whereas the sensitive clone showed broader metabolic perturbation involving organic acids, nitrogen-related compounds, and phenolic metabolites. Moreover, intrinsic metabolic differences among clones suggested that constitutive physiological traits contribute to stress resilience. Overall, integrating physiological, growth, and metabolic parameters provided a robust framework for identifying eucalyptus genotypes with enhanced adaptive potential under combined heat and drought conditions. These findings support the selection of resilient genetic material and contribute to strategies aimed at enhancing the sustainability of forest plantations under future climate scenarios. Keywords: climate change; combined stress; drought; heat degree-days; metabolic regulation.

O aquecimento global tem aumentado a frequência e a intensidade de eventos climáticos extremos, incluindo secas prolongadas e ondas de calor, impondo desafios significativos aos ecossistemas florestais, especialmente em regiões tropicais. Nesse contexto, investigamos as respostas fisiológicas, de crescimento e metabólicas de clones comerciais de eucalipto (Eucalyptus spp.) submetidos a condições simuladas de estresse combinado por seca e aquecimento. Foi adotada uma abordagem integrativa, combinando medições de trocas gasosas, avaliação de crescimento e biomassa, perfil bioquímico, graus-dia de calor acumulados (HDD) e análise estatística multivariada. A tolerância ao estresse combinado esteve associada à capacidade de manter o desempenho fotossintético sob carga térmica acumulada. A análise de componentes principais (PCA) discriminou claramente os genótipos tolerantes dos sensíveis, indicando que a estabilidade fisiológica sob estresse esteve fortemente relacionada à manutenção da condutância estomática e da assimilação de carbono. O clone tolerante apresentou ajustes coordenados no metabolismo do carbono, enquanto o clone sensível exibiu perturbações metabólicas mais amplas envolvendo ácidos orgânicos, compostos relacionados ao metabolismo do nitrogênio e metabólitos fenólicos. Além disso, diferenças metabólicas intrínsecas entre os clones sugerem que características fisiológicas constitutivas contribuem para a resiliência ao estresse. De forma geral, a integração de parâmetros fisiológicos, de crescimento e metabólicos forneceu uma estrutura robusta para a identificação de genótipos de eucalipto com maior potencial adaptativo sob condições combinadas de calor e seca. Esses achados subsidiam a seleção de material genético mais resiliente e contribuem para estratégias voltadas à sustentabilidade de plantações florestais em cenários futuros de mudança climática. Palavras-chave: estresse combinado; graus-dia de calor; mudanças climáticas; regulação metabólica; seca.