El agua y el nitrógeno son esenciales para el crecimiento y desarrollo de la papa. Nuestro objetivo es entender cómo la papa se adapta a los cambios en el contenido de agua y nitrógeno del suelo. Se analizaron las adaptaciones de la planta de papa a los cambios en la humedad del suelo y los niveles de nitrógeno a niveles fisiológicos y transcriptómicos en cuatro grupos de tratamiento: nitrógeno adecuado bajo sequía, nitrógeno adecuado bajo riego suficiente, nitrógeno limitado bajo sequía y nitrógeno limitado bajo riego suficiente. Muchos genes del complejo de pigmentos captadores de luz y genes del complejo de liberación de oxígeno se expresaron diferencialmente en las hojas cuando los niveles de nitrógeno aumentaron bajo condiciones de sequía, y varios genes que codifican enzimas limitantes de velocidad en el ciclo de Calvin-Benson-Bassham se regulaban al alza; además, la conductancia estomática de las hojas disminuyó, mientras que la diferencia de presión de vapor saturado y el contenido relativo de clorofila en los cloroplastos aumentaron. Un gen clave en la formación de tubérculos de papa se reguló a la baja en respuesta al aumento de la aplicación de nitrógeno, y el tiempo de crecimiento de los estolones se prolongó. Los genes relacionados con el metabolismo del nitrógeno en las raíces se expresaron en alta cantidad, y el contenido de proteínas en el tubérculo aumentó. El análisis de red de coexpresión génica ponderada (WGCNA) reveló 32 módulos de expresión génica que respondieron a los cambios en los niveles de agua y nitrógeno. Se identificaron un total de 34 genes candidatos clave, y se construyó un modelo molecular preliminar de las respuestas de la papa a las alteraciones en el contenido de agua y nitrógeno del suelo.