Setiap tanaman melakukan adaptasi terhadap kondisi kekurangan air walaupun setiap tanaman memiliki adaptasi yang berbeda.
Bagaimana cara tumbuhan mengatasi kondisi kekurangan air?
Mekanisme adaptasi tanaman untuk mengatasi cekaman kekeringan adalah dengan respon kontrol transpirasi dan pengaturan osmotik sel (Morgan, 1984).
Pada mekanisme ini, terjadi sintesis dan akumulasi senyawa organik yang dapat menurunkan potensial osmotik sehingga menurunkan potensial air dalam sel tanpa membatasi fungsi enzim serta menjaga turgor sel. Beberapa senyawa yang berperan dalam penyesuaian osmotikal sel antara lain gula osmotik, prolin dan betain, protein dehidrin (Verslues et al., 2006).
Prolin merupakan asam amino bebas yang terbentuk dan terakumulasi pada daun dalam jumlah yang lebih banyak apabila tanaman mengalami cekaman kekeringan. Prolin juga memainkan peranan penting dalam penghindaran dehirasi dengan meningkatkan kadar solute sel dan juga memelihara kadar air tetap tinggi. pada saat yang sama, akumulasi prolin memainkan peranan terhadap toleransi dehidrasi dengan cara melindungi protein dan struktur membran (Verslues et al., 2006).
Hasil penelitian melaporkan bahwa kadar prolin pada tanaman meningkat sejalan dengan peningkatan cekaman kekeringan (Knipp dan Honermeier, 2005). Prolin dijumpai terakumulasi lebih banyak pada tanaman yang lebih toleran kekeringan dibanding dengan tanaman yang peka.
Hasil penelitian berbagai jenis tanaman memperlihatkan ada korelasi positif antara kadar prolin dengan daya adaptasi tanaman terhadap cekaman kekeringan (Hare et al., 1998),
sehingga prolin dapat dipertimbangkan sebagai indikator seleksi menyangkut adaptasi tanaman terhadap cekaman kekeringan (Delauney dan Verma, 1993).
Kondisi kekurangan air akan memicu stres pada tanaman, yang berpotensi menyebabkan tekanan biologis (baik proses fisiologis maupun aktivitas fungsional) pada organisme hidup yang disebabkan faktor lingkungan (Levitt dalam Zlatev dan Lidon, 2012).
Respon pertama tanaman dalam menanggapi kondisi defisit air yang parah adalah dengan cara menutup stomata (Mahajan dan Tuteja, 2005).
Penurunan tekanan turgor yang bersamaan dengan meningkatnya asam absisat bebas pada daun menyebabkan penyempitan stomata (Nilsen dan Orcutt, 1996). Penutupan dan/atau penyempitan stomata menghambat proses fotosintesis, hal ini menyangkut transportasi air dalam tubuh tanaman dan menurunnya aliran karbondioksida pada daun
(Nilsen dan Orcutt, 1996; Zlatev dan Lidon, 2012).
Penurunan konsentrasi karbondioksida pada daun mempengaruhi mobilisasi pati dan berpotensi meningkatkan respirasi (Nilsen dan Orcutt, 1996).
Respon berikutnya adalah tanaman akan mengurangi penggunaan cadangan karbohidrat untuk mempertahankan proses metabolismenya, dan hal ini memicu kekurangan karbon sehingga tanaman akan mengalami penurunan pertumbuhan dan semakin lama tanaman akan mengalami kematian (Mc Dowell et al., dalam Liu et al., 2012).