Se predice que el crecimiento y la productividad de las plantas se verán afectados por el aumento de las concentraciones de CO, la sequía y el estrés térmico. El modelo de cultivo de C en un clima cambiante es Willd, una pseudohalófila rica en proteínas (Amaranthaceae). Se realizaron estudios morfofisiológicos, bioquímicos y genéticos moleculares en quinoa cultivada en concentraciones de CO ambientales (400 ppm, aCO) y elevadas (800 ppm, eCO), tratamientos de sequía (D) y/o alta temperatura (eT). Entre los factores individuales, la sequía causó la mayor respuesta de estrés, induciendo alteraciones en las reacciones de fotosíntesis en luz y oscuridad (PSII, fotosíntesis aparente) y aumentando el estrés oxidativo (MDA). Además, los mecanismos de compensación desempeñaron un importante papel protector contra eT o eCO. La disrupción de la función de PSII fue acompañada por la activación de la expresión de un gen del transporte de electrones cíclico de PSI (CET). En estas condiciones, se mantuvo el contenido constante de Rubisco debido a un aumento en su biosíntesis, lo que fue confirmado por la activación de la expresión génica. Además, los tratamientos de estrés combinados D+eT y eCO+D+eT causaron el mayor efecto negativo, medido por el aumento del estrés oxidativo, la disminución de la eficiencia en el uso del agua y el funcionamiento de mecanismos de protección, como la fotorespiración y la actividad de enzimas antioxidantes. Además, la disminución de la eficiencia de PSII y el aumento del apagamiento no fotoc químico (NPQ) no fueron acompañados por la activación de mecanismos de protección que involucren PSI CET. En resumen, los resultados muestran que el mayor estrés experimentado por las plantas fue causado por la sequía y los estreses combinados D+eT y eCO+D+eT. Así, la sequía desempeñó un papel decisivo, llevando a un aumento del estrés oxidativo y una disminución en la efectividad de los mecanismos de defensa.