近段时间，全球粮价上扬引起各方对粮食问题的高度关注。4月11日，《科学》杂志在《新闻聚焦》栏目中刊登了一篇专栏文章。文章阐述了开展作物抗旱研究对推动绿色革命、促进人类社会发展的重要意义，并系统介绍了全世界在该领域的研究进展。该文在论述时，两次引证介绍了华中农业大学生命科学技术学院教授熊立仲课题组的研究工作。

　　干旱缺水制约水稻增产潜力

　　全球粮食需求的增加和我国人口的增长对我国粮食安全形成持续的压力。有资料表明，水稻作为我国主要口粮，其生产已受到日益严重的干旱缺水等自然条件的影响，增产潜力受到明显制约。中国工程院院士卢良恕说，我国人均水资源占有量为世界平均水平的1/4，全球居109位。随人口增长，工业化和城市化进程的加快，水资源危机将更加严重。而在此有限的用水量中，农业用水占到七成，水稻用水又约占农业用水的六成，我国水资源条件根本无法支撑传统水稻的进一步发展。而且，由于全球变暖等气候条件的变化，我国旱灾发生的频率和范围都在加大，现有水稻生产规模也受到影响。

　　上海市农业生物基因中心研究员罗利军说，我国干旱的影响越来越严重，春旱发生几率在北方稻区为60%至80%，长江流域以南地区为40%以上；伏旱发生几率在西北稻区为60%至70%，长江中下游、四川盆地和云贵高原为40%至50%；秋旱更是普遍发生。南方稻区虽降水丰富，但时空分布不均，使得灌溉条件不好的丘陵雨育稻田季节性旱灾频繁，每年均有因旱灾造成的水稻减产。

　　有关专家认为，要在有限的资源条件下挖掘水稻增产的潜力，一靠扩大种植面积，但中国南方稻区灌溉条件较好的水稻生产地带种植面积已相对饱和，未来出路只能在10多亿亩旱地和依靠自然降水进行灌溉的“望天田”的开发。二靠提高单产，中国西南地区浅水育田的传统水稻产量极低，而且很不稳定，如能改种高产抗旱稻种，将大幅度增加水稻产量。而其中，目前利用率尚不高的旱地和单纯依靠降水灌溉的农田将是未来稻谷发展的主要空间，抗旱稻谷的育种和栽培技术研究已是当务之急。

　　抗旱水稻研究引起重视

　　据介绍，作物抗干旱等非生物逆境研究是植物研究领域最具挑战性的工作之一。在《科学》杂志刊登的专栏文章中，一处引用了熊立仲课题组水稻抗旱实验设施的图片：一个可移动的防雨大棚。

　　据熊立仲介绍，这个占地2000多平方米大棚的特色之处在于可以通过电源控制其封闭或开放，大部分时间使其处于开放状态，棚内与外界自然条件一样。近年来，这个抗旱试验大棚很受关注，每年有10多批国际同行前来参观，并利用它开展了多项国内重大和国际合作课题。文章另外一处则用一整段文字介绍了该课题组发现可以提高转基因水稻抗旱性和耐盐性的胁迫应答基因（SNAC1）的情况。

　　熊立仲说，植物抗非生物逆境机制十分复杂，传统的育种手段对于改善作物的抗逆性虽有一定效果，但离人们期望的目标还有很大距离。现代生物技术的发展则为人们从分子水平深入认识植物与非生物逆境之间的关系，进而提高作物抗逆性能开拓了新的途径。植物对干旱等逆境应答和适应要调动全基因组的很大一部分（至少几千个）的基因参与。单个抗逆相关基因的效应很小，很难在大田环境田间下被“察觉”，要发现某一能被“察觉”的有显著效应的功能基因，需要筛查鉴定很多个有关的基因，特别是找到起关键调控作用的“领导”基因，这使得开展抗逆遗传改良工作非常具有挑战性。

　　据介绍，该课题组利用DNA芯片等技术，发现SNAC1胁迫应答基因的过量表达在极其恶劣的干旱胁迫条件下，可以极大地增加转基因水稻抗旱性，而不改变表型和产量。这一转基因水稻也在植物生长阶段大大提高了抗旱性和耐盐性。比较于野生型，这一转基因水稻对脱落酸更加敏感，通过关闭更多的气孔可以更好地保存水分，而且没有发现光合作用率的明显变化。保卫细胞中的SANC1在干旱的时候会被明显地诱导表达，编码出转录因子，芯片分析表明，大量的胁迫相关基因在SNAC1过表达水稻中是受到正调控的。因此，研究人员认为，SNAC1可以用于水稻抗旱和抗盐能力的提高。

　　熊立仲说，在尊龙凯时杰出青年基金等项目支持下，目前他们已经分离鉴定了100多个与水稻抗逆相关的功能基因，从中只发现了几个在大田条件下具有一定的抗逆效果。他们将进一步分离和筛选，并深入研究具有抗逆效果基因的作用机理。

　　熊立仲表示，他们的最终目标是通过深入研究水稻抗非生物逆境的分子机制到对这些性状进行遗传改良的有效途径，降低作物因干旱、盐渍、高温或低温等不利自然条件而减产的损失程度。