L’eau joue un rôle important dans le cycle de vie des plantes. Cependant, l’insuffisance ou l’excès d’eau peut être préjudiciable et constituer une menace sérieuse pour les plantes.

Dans des conditions normales, l’eau absorbée par la plante s’évapore des feuilles et d’autres parties au cours de ce qu’on appelle la transpiration. En période de sécheresse, l’eau qui s’évapore par transpiration dépasse de loin l’eau absorbée par le sol, ce qui fait flétrir les plantes. La réponse générale des plantes au stress dû à la sécheresse est la synthèse de l’hormone acide abscissique qui maintient les stomates fermés et réduit la transpiration. En outre, les plantes peuvent répondre à l’insuffisance extrême de l’eau en perdant des feuilles. Cette méthode, cependant, réduit la photosynthèse et entrave par conséquent la croissance des plantes.

Atténuation du stress dû à la sécheresse chez les plantes par les microbes

Le stress lié à la sécheresse limite la croissance et la productivité des plantes dans les régions arides et semi-arides. Cependant, certains microbes présents à proximité des plantes peuvent libérer des signaux physiques et chimiques qui induisent des changements liés à la défense des plantes dans des conditions de sécheresse. Par exemple, il a été rapporté que la bactérie du sol Paenibacillus polymyx entraîne une tolérance à la sécheresse chez Arabidopsis. L’effet le plus significatif de cette bactérie a été observé dans la croissance des légumineuses sous stress hydrique. Les plantes légumineuses dépendent du rhizobium du sol pour la fixation de l’azote ; mais les rhizobiums sont extrêmement sensibles au stress de la sécheresse, ce qui entraîne une fixation très faible de l’azote. Cependant, le mélange du sol avec P. polymyx a eu comme conséquence la fixation accrue d’azote par les rhizobiums et la croissance accrue de la plante de haricot.

L’excès d’eau est tout aussi désastreux pour les plantes qu’un manque d’eau. Trop d’eau peut étouffer les plantes en réduisant les espaces d’air dans le sol, limitant ainsi l’oxygène nécessaire à la respiration cellulaire. Certaines espèces de plantes ligneuses réagissent aux conditions d'inondation en développant une croissance hypertrophique qui se manifeste par un gonflement des tissus à la base de la tige. Cette croissance hypertrophique peut aider à la diffusion vers le bas de l’oxygène ainsi qu’à l’évacuation potentielle de composés toxiques (dioxyde de carbone, méthane et éthanol) formés à partir du métabolisme anaérobie. D'autres réponses adaptatives au stress de l'inondation comprennent la formation de racines adventives, l'augmentation de la porosité des racines par des cellules spécialisées appelées cellules d’aérenchyme, et un exoderme subérifié pour empêcher la perte d'oxygène.