走进科学
培育能够抵抗洪涝灾害的农作物
在主要的粮食作物中，目前只有水稻能够挺过大规模降水。如今，这种情况马上就会改变——对于降雨频率和强度都在增加的地球来说，真是一个好消息。
根据最近发布在Science上的论文，研究人员比较了水稻和其它植物的基因。这些植物(一种野生番茄，一种商业种植番茄和一种类似于苜蓿的植物)都有至少68个共同的基因系，它们可以因外界的洪涝环境而被激活。
稻米从生长在热带地区的野生物种驯化而来，适应了季风和涝灾。与这种适应有关的一些基因也存在于其他植物中，但是进化未完全，还无法激活。
加州大学河滨分校的遗传学教授Julia Bailey-Serres说：“我们希望利用从水稻中获得的信息来帮助激活其他植物中的基因，使作物能够在涝灾中生存。”
研究小组检查了位于植物根尖的细胞，因为根是洪涝灾害的第一反应者。根尖和芽也是植物最大的生长潜力区域。团队深入研究，测定了根尖细胞中的基因，以了解其在被水覆盖和缺乏氧气时能否被激活以及如何被激活。
加州大学河滨分校的Mauricio Reynoso.说：“我们以前所未有的细节水平，分析了DNA指导细胞产生特定应激反应的方式。”
研究合著者、加州大学戴维斯分校的植物生物学副教授Siobhan Brady补充说：“这是首次以这种全面，跨越进化进程中不同物种的方式研究作物的泛洪适应。”
泛洪适应中涉及的基因被称为淹没上调家族(SURFs)。加州大学戴维斯分校的植物生物学教授Neelima Sinha说：“由于稻谷和其他物种的祖先在多达1.8亿年前就进入了不同的进化分支，因此我们没想到会发现68种SURF。”
尽管在洪水实验中所有植物均激活了SURFs，但却不如水稻有效。原本生长在沙漠土壤中的野生番茄物种被洪水淹没后死亡。
在未来，气候变化还会制造出更为严重的干旱，进一步考验农作物对恶劣环境的适应力。但是，Bailey-Serres说，与干旱相比，对泛洪适应的研究明显不足，这使得我们的工作更加重要。
该团队现正在计划其他的课题，好进一步提高因过量水分而死亡的植物的存活率。
今年——降雨过多使玉米、大豆和苜蓿等农作物歉收——不是第一年。洪水还影响农作物的质量。随着气候的不断变化，这种趋势可能会越演越烈。如果无法确保我们的作物适应环境，全世界的粮食供应的安全都会受到威胁。
Bailey-Serres说：“想象一下全世界的儿童都陷入饥荒之中……作为科学家，我们迫切地需要能够抵御洪水的农作物，确保未来的粮食安全。”