Khả năng của thực vật ngăn ngừa tổn thương khi bị ảnh hưởng của các yếu tố bất lợi đó là tính chống chịu [15].
Trong tự nhiên, hạn hán là hiện tượng thường xuyên xảy ra và liên quan trực tiếp đến vấn đề nước trong cây. Kramer (1983) cho rằng, những tác động của môi trường xung quanh đủ để gây nên mất nước ở thực vật đó là hạn [33]. Khi hạn là yếu tố bất lợi với thực vật sẽ gây ra các mức độ thiệt hại khác nhau. Để chống lại sự mất nước do nguyên nhân từ các tác động bên ngoài, ở thực vật có 3 cơ chế sinh lý chủ yếu được thảo luận, đó là cơ chế trốn hạn, cơ chế tránh hạn và cơ chế chịu hạn [15].
Thực vật có thể hoàn thành chu kỳ sống sớm hơn trước khi sự thiếu nước nghiêm trọng trong đất và trong cây xảy ra. Kiểu chịu mất nước này gọi là trốn hạn. Muốn trốn được hạn, cây phải có sức sinh trưởng và phát triển mạnh, có thể ra hoa và tạo quả sớm để thời điểm thiếu nước không ảnh hưởng đến chu kỳ sống của cây. Nhóm cây trốn hạn thường là cây sống ở vùng sa mạc, cây có thời gian sinh trưởng ngắn. Chu trình sống của chúng thường hoàn thành trước mùa khô hạn tới.
16
Để tránh hạn, thực vật có thể giữ nước trong tế bào hoặc giảm sự thoát nước ra ngoài cơ thể. Trong đó, phương thức tránh hạn chủ yếu của thực vật là hạn chế sự mất nước như: thay đổi độ mở của khí khổng, giảm diện tích lá, nhanh chóng bù lại sự thiếu hụt nước thông qua những biến đổi về hình thái... Định hướng sự phát triển của lá theo hướng giảm sự hấp thụ bức xạ, tăng cường sự hấp thụ nước theo hướng phát triển sâu và rộng của bộ rễ [15].
Duy trì áp suất thẩm thấu nội bào có tác dụng bảo vệ hoặc duy trì sức sống, độ đàn hồi của tế bào ngay cả khi bị mất nước cực đoan, đó là khả năng chịu hạn. Trong điều kiện hạn hán, áp suất thẩm thấu của tế bào được điều chỉnh tăng lên giúp cho tế bào có thể duy trì lượng nước. Tuy nhiên, ở cùng một thời điểm bị hạn, thực vật sử dụng nhiều hơn một cơ chế để chống hạn.
Tìm hiểu bản chất hóa sinh và sinh học phân tử của tính chịu hạn đang là mối quan tâm của nhiều nghiên cứu. Nghiên cứu tính chống chịu hạn và cấu trúc tế bào người ta nhận thấy, hàng loạt những biến đổi sâu sắc xảy ra ở nhiều cấp độ trong các giai đoạn khác nhau và liên quan đến hoạt động của các gen. Nghiên cứu của Bray (1993) [18] về những sản phẩm của gen tham gia bảo vệ tế bào khi tế bào bị thiếu nước được tiếp cận theo hướng:
- Hoạt động của nhóm gen tạo sản phẩm bảo vệ tế bào:
+ Sản phẩm của gen là các chất môi giới phân tử, tham gia vào quá trình tạo cấu trúc không gian đúng cho các phân tử protein được tạo thành trong tế bào, hay tạo cấu trúc đúng cho những phân tử protein được tạo thành trong tế bào, hay tạo cấu trúc đúng cho những phân tử protein bị biến tính trong điều kiện cực đoan.
+ Các sản phẩm của gen tham gia đào thải những chất bị biến tính, những chất có khả năng gây độc cho tế bào khi tế bào gặp tác động của điều kiện bất lợi.
- Hoạt động của nhóm gen tham gia điều chỉnh áp suất thẩm thấu trong tế bào: Các chất điều hòa áp suất thẩm thấu có vai trò khác nhau trong việc giữ và lấy nước vào tế bào. Đó là việc điều chỉnh các kênh ion trên màng tế bào. Sản phẩm của gen thay thế vị trí nước nơi xảy ra các phản ứng hóa sinh, hoặc tương tác với lipid, protein màng tế bào, ngăn chặn sự phá hủy màng tế bào và ngăn chặn sự phá hủy của các protein khác [15].
17