植物對乾旱的反應整合了從基因調控到個體策略的多層級適應機制，涉及 ABA 訊號傳遞、滲透保護、水力架構調整和表觀遺傳調控等面向。
ABA 訊號傳遞的核心路徑
乾旱誘導根部和葉片中 9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase（NCED）表現上調，加速 ABA 合成。ABA 被 PYR/PYL/RCAR 受體感知後，抑制 clade A PP2C 磷酸酶（如 ABI1、ABI2），解除其對 SnRK2 激酶的抑制。活化的 SnRK2 磷酸化下游靶標：（1）SLAC1 陰離子通道和 KAT1 鉀通道的調節導致保衛細胞離子外流和氣孔關閉（Cutler et al., 2010）；（2）ABF/AREB 轉錄因子結合 ABRE 元件啟動乾旱響應基因。此「PYR/PYL-PP2C-SnRK2」核心訊號模組在 2009 年同時由兩組團隊解析（Ma et al., 2009; Park et al., 2009）。
滲透調節與細胞保護
脯胺酸經 P5CS（Δ1-pyrroline-5-carboxylate synthase）途徑合成，濃度可從正常的 ~5 μmol/g FW 升至 > 100 μmol/g FW，兼具滲透調節和 ROS 清除功能（Szabados & Savouré, 2010）。LEA 蛋白質（11 個家族）在脫水狀態下保護酶活性和膜完整性，其固有無序結構（IDR）在低水活性下可轉變為 α-螺旋發揮分子盾（molecular shield）功能（Tunnacliffe & Wise, 2007）。
水力安全策略
乾旱導致木質部張力增大，超過閾值時發生空蝕（cavitation），產生氣泡阻塞（embolism）。物種間的水力安全邊際（hydraulic safety margin = Ψmin − P50）差異巨大：P50 為導致 50% 導管空蝕的水勢，安全邊際窄的物種（如 isohydric species）透過早期氣孔關閉避免空蝕但犧牲碳獲取，安全邊際寬的物種（anisohydric species）維持氣孔開放但承擔空蝕風險（Choat et al., 2012）。
表觀遺傳與乾旱記憶
反覆乾旱經歷可誘導表觀遺傳修飾（如組蛋白 H3K4me3 標記保留在乾旱記憶基因啟動子上），使植物在後續乾旱中反應更快、更強——此現象稱為乾旱記憶或壓力印記（stress imprinting, Ding et al., 2012）。DNA 甲基化的動態變化和小 RNA 路徑亦參與跨世代壓力記憶的調控。
農業應用
提高作物抗旱性是糧食安全的核心課題。策略包括：（1）育種選拔深根系和高水利用效率（WUE）品系；（2）轉殖 DREB/CBF 轉錄因子（但常伴隨生長懲罰）；（3）外施 ABA 類似物誘導預適應；（4）CRISPR 編輯負調控因子（如 OST1 通路中的 PP2C）以增強乾旱反應（Shi et al., 2017）。